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UNIVERSIDAD DEL AZUAY Cristian León David Lasso Electrónica de potencia 2
UNIVERSIDAD DEL AZUAY
Cristian LeónDavid Lasso
Electrónica de potencia 2
Dispositivos de Electrónica de potencia.
IntroducciónLos dispositivos semiconductores utilizados en
Electrónica de Potencia se puedenClasificar en tres grandes grupos, de acuerdo con
su grado de controlabilidad:
1. Dispositivos no controlados.2. Dispositivos semicontrolados.3. Dispositivos totalmente controlados.
1. Dispositivos no controlados.
El Diodo de potencia:
CaracterísticasUn diodo semiconductor es una estructura P-N; que
posee un área mayor para soportar mayores corrientes en conducción (en el orden de los KA) y tensiones inversas (en el orden de los KA). El mayor tamaño se debe al aumento de una región intermedia n de bajo dopaje que lo diferencia de los diodos de señal.
Para diodos de potencia la tensión de caída aumenta a 1 o 2 V siento esta nueva región la causante de este fenómeno.
El Diodo de potencia:
Posee dos estados de recuperación:◦Recuperación inversa: Es el tiempo de paso de
conducción a bloqueo (on - off)◦Recuperación Directa: Es el tiempo de paso de
bloqueo a conducción (off -on)Ambos son datos de catalogo.
El Diodo de potencia:
Tipos:Diodos Schotky, diodos de recuperación rápida y diodos rectificadores o de frecuencia de línea.
2. Dispositivos semicontrolados.
Tiristores.
Definición:Es una estructura de cuatro capas (P-N-P-
N) que representan un funcionamiento biestable.
Los dispositivos a destacar en esta clase son:◦SCR y TRIAS
SCR (Rectificador controlado de silicio).
Definición:Es un tiristor unidireccional es el dispositivo
que permite soportar mayores tensiones inversas entre sus terminales y mayor circulación de corriente.
Funcionamiento:El SCR funciona en sentido ánodo cátodo
cuando se inyecta una corriente al gate y deja de funcionar cuando la corriente ánodo- cátodo es menor a la corriente mínima de mantenimiento.
SCR (Rectificador controlado de silicio).
Características Tensión –corriente: El SCR posee la característica de no
conducir aunque esté sometido a una tensión VAK mientras no reciba señal en el gate la cual debe ser una corriente positiva y la cual no debe ser una señal constante.
La caída de tensión directa es de 1 a 3 V.
SCR (Rectificador controlado de silicio).
Podemos especificar 3 regiones de funcionamiento:
Zona de bloqueo inverso (vAK < 0): comportándose como un diodo polarizado inversamente.
Zona de bloqueo directo (vAK > 0 sin disparo): El SCR se comporta como un circuito abierto hasta alcanzar la tensión de ruptura directa.
Zona de conducción (vAK > 0 con disparo): El SCR se comporta como un interruptor cerrado.
SCR (Rectificador controlado de silicio).
Existen 5 maneras distintas de lograr que el diodo conduzca:
Disparo por tensión excesivaDisparo por impulso de puertaDisparo por derivada de tensiónDisparo por temperaturaDisparo por luz
TRIAC (“Triode of Alternating Current”) .
Definición:Es un tiristor bidireccional de tres terminales.
Características:Es un dispositivo disparado por tensión en la
puerta en ambas polaridades lo cual le permite actuar en corriente alterna.
Con este dispositivo podemos controlar las corrientes en ambos sentidos
Este dispositivo muy compacto y requiere un único circuito de control.
Este dispositivo fue diseñado para el uso de frecuencias bajas (50 – 60 Hz) y potencias bajas.
3. Dispositivos totalmente controlados.
GTO (“Gate Turn-Off Thyristor”).
Definición:Es un tiristor que tiene control de encendido y apagado
por gate.
Características:Se utiliza en aplicaciones de elevada potencia.Si la corriente anodo-catodo se mantiene por encima
de la corriente de mantenimiento el dispositivo no necesita de una señal de puerta para mantenerse en conducción.
Al contrario del SCR, un GTO puede no tener la capacidad de bloquear tensiones inversas.
La tensión ánodo-cátodo en conducción directa también es más elevada que para los tiristores convencionales
TRANSISTORES:
Definición.Son utilizados en electrónica de potencia
son utilizados como interruptores trabajando en zona de conmutación.
Los tipos de dispositivos son el BJT, MOSFET y el IGBT.
BJT (Bipolar juntion transistor).
Definición:Se trata de interruptores de potencia controlados
por corriente y son de dos tipos PN y NP.
Características:Los transistores bipolares son fáciles de controlar
por el terminal de base, aunque elCircuito de control consume más energía que el
de los SCR. Su principal ventaja es la baja caída de tensión en saturación. Como inconvenientes destacaremos su poca ganancia con v/i grandes.
BJT (Bipolar juntion transistor).
Posee tres zonas:
◦Zona de corte.◦Zona de saturación.◦Zona de funcionamiento.
BJT (Bipolar juntion transistor).
En general los transistores bipolares se utilizan para potencias medias, y frecuencias de trabajo medias (hasta unos 40 kHz).
La ventaja de este tipo de interruptores es que su caída de tensión en conducción es bastante constante, si bien el precio que se paga es la complejidad del circuito de control, ya que es un semiconductor controlado por corriente.
MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors).
Definición:Es un transistor controlado por voltaje,
existen dos tipos tipo n y tipo p.Características:
Son capaces de conmutar valores significativos de corriente y tensión, con velocidad superior al que se obtenía con los bipolares.
MOSFET.
Al igual que los BJT poseen tres zonas:
◦Zona de corte.◦Zona de saturación.◦Zona óhmica.
MOSFET.Maneja potencias muy reducidas y altas
frecuencias.Otro de los inconvenientes de este tipo de
transistores es que la resistencia en conducción RON varía mucho con la temperatura y con la corriente que circula, con lo que no se tiene un comportamiento de interruptor casi ideal como en el caso de los bipolares.
Sin embargo, su ventaja más relevante es la facilidad de control debido a que el consumo de corriente de puerta es pequeño y se simplifica el diseño del circuito de control.
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).
Definición:Es un dispositivo híbrido, que aprovecha
las ventajas de los transistores el IGBT reúne la facilidad de disparo de los MOSFET con las pequeñas pérdidas en conducción de los BJT de potencia.
Su velocidad de conmutación ha crecido en los últimos años controla potencias bastantes elevadas y frecuencias medias
TABLA COMPARATIVA:
![False Discoveries occur Early on the Lasso Pathcandes/publications/downloads/LassoFDR.pdfelastic nets [43], graphical Lasso [39], adaptive Lasso [42], and many others.) As is clear](https://static.documents.pub/doc/80x56/5f4290f86b64597acf064f61/false-discoveries-occur-early-on-the-lasso-path-candespublicationsdownloadslassofdrpdf.jpg)
