Dispositivos de cuatro capas PNPN SCR Rectificadores Controlados

Dispositivos de cuatro capas (PNPN)

SCR (Rectificadores Controlados de Silicio) n n Dispositivo de 4 capas y 3 terminales Manejo de potencias significativas q q n n I > 5 k. A V > 10 k. V Las junturas externas están polarizadas en directa y la interna en reversa. Una corriente por el gate sirve para polarizar la juntura intermedia y poner el disp. en conducción

The diode model

n Ppio. De funcionamiento: Actúa como un par de transistores realimentados positivamente. BJT son intrínsicamente de baja ganancia (ancho base comp. a diff. length)

La suma α 1 + α 2 resulta < 1 (los transistores son de bajo beta) para Vak bajas La relación aumenta con Vak debido a: a) Aumento de la zona de vac en J 2, 3 y por ende de I y del factor de transporte b) Mayores niveles de inyección aumentan la eficiencia de Emisor c) La multiplicación de portadores en J 2, 3 siempre produce el disparo (aún a pesar de los dos anteriores) Una Ig > 0 produce corriente inicial mayor, y el dispositivo se activa con menor tensión Vak

Operación

SCR de Cátodo cortocircuitado n n Características de encendido reproducibles Adds a contact to P 3 far from the gate A bajas I, P 3/N 4 está en cc y la ganancia de N 4 -P 3 -N 2 es 0. A mayores I, la VB se incrementa y P 3 -N 4 se polariza en directa

n n Conduce corriente en un solo sentido Puede dispararse también por tensiones directas altas o d. V/dt (capacidad de J 2, 3) Una vez disparado conduce siempre y cuando I>IH Un pico elevado de corriente di/dt (para prendido) puede quemar el dispositivo

Factores importantes n n n Peak forward and reverse breakdown voltages Maximum forward current Gate trigger voltage and current Minimum holding current, IH Power dissipation Maximum d. V/dt

Ventajas n n n Requiere poca corriente de gate para disparar una gran corriente directa Puede bloquear ambas polaridades de una señal de A. C. Bloquea altas tensiones y tiene caídas en directa pequeñas

Desventajas n n El dispositivo no se apaga con Ig=0 No pueden operar a altas frecuencias Pueden dispararse por ruidos de tensión Tienen un rango limitado de operación con respecto a la temperatura

Triacs n El dispositivo puede encenderse tanto con tensión A 1 -A 2 positiva como negativa, utilizando una tensión del signo adecuado en el gate.

MAC 210 A 8

DIAC n n n No conduce hasta que se supera la tensión de disparo Puede utilizarse para disparar un triac Disipaciones típicas de ½ a 1 W

Características Típicas

Aplicaciones • Control de iluminación • Control de motores • Llaves de protección y conección de circuitos

Opto-SCR

Opto-Triacs

Transistor Unijuntura n n Sobre una determinada tensión Vp exhibe una zona de resistencia negativa Factores: Ip – corriente pico de emisor; Vmax; Rbb – resistencia de base; Vp

Transitor Unijuntura (2) n Aplicación típica: Oscilador de relajación

Memristor

Memristor

HP Memristor

Referencias n Robert F. Pierret, Semiconductor Device Fundamentals, Addison –Wesley, 1996. Capítulo 13.