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FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA

LABORATORIO DE ELECTRNICA II-P

EXPERIENCIA #1:MEDICIN DE LAS CARACTERISTICAS ESTTICAS DEL

TIRISTOR Y DEL TRIAC

INFORME PREVIO DE LABORATORIO

DOCENTE:ING. NUEZ CARRILLO RICARDO HUMBERTO

ALUMNO:

PRIMO FLORES ALEXANDER LUIS 20120246A

ESPECIALIDAD:

INGENIERIA ELCTRICA

CDIGO DE CURSO:

EE42 M

L!"#$P%&'

2016

I. OBJETIVOS

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Estudio y verificci!" e$eri%e"t& de &s crcter'stics est(tics de& tiristor o )CR*se%ico"ductor co"tro&&ed rectifier+, u" dis$ositivo se%ico"ductor c$ de re&ir u"co"%utci!" co"tro&d co" &tos "ive&es de $ote"ci. Co%$re"der &s crcter'stics y &osre/uisitos de co"tro& de co%$uert.

Estudio y verificci!" e$eri%e"t& de &s crcter'stics est(tics de& Tric, u" dis$ositivo

se%ico"ductor 0idireccio"& es$eci& /ue e/uiv&e dos tiristores co"ectdos e" $r&e&o-i"verso, se uti&i e" $&iccio"es de $e/ue $ote"ci.

II. EQUIPOS Y MATERIALESLos %teri&es uti&ir e" e& &0ortorio so":2 1 Tiristor BT131.

2 1 Tric BT145.2 1 Resiste"ci de 667 8 93.2 1 Resiste"ci 6 ;8 9 7.3.2 6

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fu de ("odo c(todo. E" este cso, se dice /ue e& tiristor est( e" & co"dici!" de 0&o/ueo directo o

e" estdo $do. )i u%e"t e& vo&t>e de $o&rici!" A;de ("odo c(todo ?st u" v&orsuficie"te%e"te r"de, se d e" for% $er%"e"te & u"i!" @6.A esto se &e &&% ru$tur $orv&"c?, y e& vo&t>e corres$o"die"te se &&% '(0, )ol*+e de !$&$!* di!e,o.

/ue &s otrs u"io"es @1y @4 y est(" $o&rids direct%e"te, ?y u" f&u>o &i0re de $ortdores trvs de &s tres u"io"es, d"do co%o resu&tdo u" r" corrie"te "!dic direct. E"to"ces, e&dis$ositivo est( e" estdo co"ductor, o estdo e"ce"dido. L c'd de vo&t>e se de0e & c'd!?%ic e" &s cutro c$s, y es $e/ue, "or%&%e"te de 1. E" e& estdo de co"ducci!", &corrie"te "!dic se &i%it $or u" i%$ed"ci eter", o u" resiste"ci RL. L corrie"te "!dicde0e ser %yor /ue u" v&or &&%do ,o!!ie%e de m*%e%imie%o I- $r %"te"er e& f&u>o"ecesrio de $ortdores trvs de & u"i!" e" cso co"trrio,e& dis$ositivo reres &co"dici!"

de 0&o/ueo, cu"do se reduce e& vo&t>e de ("odo c(todo.

Cu"do e& vo&t>e ct!dico es $ositivo co" res$ecto & ("odo, & u"i!" @6 tie"e $o&rici!" direct,$ero &s u"io"es @1y @4 tie"e" $o&rici!" i"vers. Es co%o dos diodos co"ectdos e" serie co"vo&t>e e" se"tido i"verso trvs de e&&os. E& tiristor est( e" e& estdo de 0&o/ueo e" se"tidoi"verso y $s $or & u" corrie"te de fu, &&%d corrie"te i"vers. )i e& vo&t>e e" i"vers siueu%e"t"do se $roducir( & co"ducci!" e/uiv&e"te & rei!" Fe"er o de v&"c? de& diodose%ico"ductor fu"d%e"t& de dos c$s.

Fig.0 C*!*,e!"i,*" )/i

=" tiristor se $uede e"ce"der u%e"t"do e& vo&t>e VAKe" se"tido directo %(s de VB0, $ero esee"ce"dido $odr' ser destructivo. E" & $r(ctic, e& vo&t>e e" se"tido directo se %"tie"e %e"or /ue

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VB7y e& tiristor se ctiv $&ic"do u" vo&t>e $ositivo e"tre su co%$uert y su c(todo. Esto se

i"dic e" & fiur 76 co" &'"es i"terru%$ids.

MODELO DEL TIRISTOR EMPLEANDO DOS TRANSISTORES

)e $uede co"siderr /ue u" tiristor e/uiv&e dos tr"sistores co%$&e%e"trios, u" tr"sistor pnp,Q1, y otro tr"sistor npn, Q2. E& %ode&o de& circuito e/uiv&e"te se ve e" & fiur 74.

Fig.0 Modelo de do" !*%"i"o!e" &*!* el i!i"o!.

L corrie"teIc de& co&ector de u" tiristor se re&cio", e" e"er&, co" & corrie"te de& e%isorIEy &corrie"te de fu de & u"i!" co&ector-0se,ICB0, co%o siue:

IC1=1IA+ICB01

Do"de 1 es & ""ci e" corrie"te e ICB 01 es & corrie"te de fu $r G1. De iu& %odo,

$r e& tr"sistor Q2, & corrie"te de& co&ector IC2 es:

IC2=2IK+ICB02

)e co%0i"" IC1y IC2 $r o0te"er:

IA=IC1+IC2=1IA+2IK+ICB01+ICB02

)i & corrie"te de dis$ro, co"tro&, de co%$uert es IG y IK=IG+IA ,des$e>%os IA d e

& ecuci!" de rri0 y o0te"e%os:

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IA

=

2IG+ICB 01+ICB 02

1(1+2)

E& u%e"to e" &os v&ores de 1y 2 ?ce u%e"tr %(s IA . E" co"secue"ci, ?y u"

efecto ree"ertivo, o de retro&i%e"tci!" $ositiv. Si ( 1+2 ) tiende a la unidad, e&

de"o%i"dor de & ecuci!" tie"de cero, resu&t u" v&or r"de de & corrie"te "!dic IA , y

e& tiristor se e"cie"de co" u"pequea coiente de co!pueta IG>0 .

MODOS DE ACTIVACION DE TIRISTOR

+ Di%p()& p&) Al*& -&l*(" / VAK 0)i e& vo&t>e e" se"tido directo, de ("odo c(todo, es

%yor /ue e& vo&t>e de ru$tur e" se"tido directo VB",$s u" corrie"te de fu suficie"te$r i"icir & ctivci!" ree"ertiv. Est c&se de ctivci!" es destructiv, y se de0eevitr.

0+ Di%p()& p&) (!2"'*& ," *"2p")(*!)()i & te%$ertur de u" tiristor es &t, ?y u"u%e"to e" & c"tidd de $res e&ectr!"-?ueco, /ue u%e"t &s corrie"tes de fu. Este

u%e"to e" &s corrie"tes ?ce u%e"tr 1y 2 . De0ido & cci!" ree"ertiv,

1+

2 $uede te"der & u"idd, y e& tiristor se $uede ctivr. Este ti$o de ctivci!"

$uede cusr v&"c? tr%ic, y e" e& cso "or%& se evit.#0 Di%p()& p&) 3)(,i"'*" ," *"'%i4'A u" tiristor se &e $&ic u" esc&!" de te"si!" $ositiv

e"tre ("odo y c(todo co" tie%$o de su0id %uy corto *de& orde" de %icroseu"dos+, &

c$cidd se cr : i=Cd VAK

dt

)i est i"te"sidd de fus es &o suficie"te%e"te r"de, t"to co%o $r %"te"er e&$roceso ree"ertivo, e& tiristor e"trr( e" estdo de co"ducci!" est0&e, $er%"ecie"do s'

u" ve $sdo e& esc&!" de te"si!" /ue &o dis$r!. Pr $roducir este ti$o de dis$ro0str(" esc&o"es de u" v&orfi"& 0st"te %e"or /ue e& v&or de & te"si!" de ru$tur $orv&"c?, co" t& de /ue e& tie%$o desu0id se suficie"te%e"te corto.

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Fig.0 2o%* de di"&*!o &o! g!*die%e de e%"i3%d+ Di%p()& p&) "5"#*& 5&*&"l6#*)i#&)i se de> i"cidir &u e" &s u"io"es de u" tiristor,

u%e"t" &os $res e&ectr!"-?ueco y e& tiristor $uede ctivrse. Los tiristores ctivdos co"&u se e"cie"de" de>"do /ue & &u i"cid so0re & o0&e de si&icio.

"0 Di%p()& p&) #&))i"'*" ," #&2p!")*(Es e& $roceso uti&ido "or%&%e"te $r dis$rru" tiristor. Co"siste e" & $&icci!" e" & $uert de u" i%$u&so $ositivo de i"te"sidd,%edi"te & co"ei!" de u" e"erdor decudo e"tre &os ter%i"&es de $uert y c(todo &ve /ue se %"tie"e u" te"si!" $ositiv e"tre ("odo y c(todo.

Fig.04 E5e,o" de l* ,o!!ie%e de ,om&$e!* "ob!e el )ol*+e de blo6$eo e% "e%ido di!e,o

7. P)"%"'*() l(% #!)-(% #()(#*")+%*i#(% ,"l *i)i%*&) BT181.

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9. C&pi() l(% "%p"#i5i#(#i&'"% ,"l *i)i%*&) BT181 : "xpli#() %! %i3'i5i#(,&.

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V(l&)"% L+2i*"

VDRMTe"si!" de $ico re$etitivo e" estdo de 0&o/ueo directo *Re$etitive $eH off-sttevo&te+. E$res e& v&or %(i%o de vo&t>e re$etitivo $r e& cu& e& f0ric"te r"ti/ue "o ?y co"%utci!", co" & $uert e" circuito 0ierto.

VRRM Te"si!" i"vers de $ico re$etitivo. *Re$etitive $eH reverse vo&te+. &or %(i%ode te"si!" /ue se $uede $&icr dur"te u" cierto $eriodo de tie%$o co" e& ter%i"& de$uert 0ierto.

IT/AV0 Corrie"te e&ctric %edi. *Avere o" - stte curre"t+. &or %(i%o de & corrie"te%edi e" e& se"tido directo, $r u"s co"dicio"es dds de te%$ertur, frecue"ci, for%

de o"d y ("u&o de co"ducci!".

IT/RMS0 I"te"sidd direct efic. *r.%.s o" stte curre"t+.

ITSM Corrie"te direct de $ico "o re$etitiv. *No"-re$etitive $eH O"- stte curre"t+.Corrie"te %(i% /ue $uede so$ortr e& tiristor dur"te u" cierto $eriodo de tie%$o.

I7* &or &'%ite $r $rotecci!" co"tr so0rei"te"siddes. *I6t Li%it v&ue+. )e defi"e co%o& c$cidd de so$ortr u" eceso de corrie"te dur"te u" tie%$o i"ferior %edio cic&o.

Per%ite c&cu&r e& ti$o de $rotecci!". )e de0e e&eir u" v&or de I 6t $r e& fusi0&e de for%/ue:I6t *fusi0&e+ I6t *tiristor+.

,i;,* &or %'"i%o de & $e"die"te de & i"te"sidd $or de0>o de & cu& "o se $roduce"$u"tos c&ie"tes.

VGM Te"si!" de $uert %(i%. *PeH te vo&te+. J(i% te"si!" direct /ue se $uede$&icr & $uert.

VRGM Te"si!" i"vers de $uert %(i%. *PeH reverse te vo&te+. J(i% te"si!"i"vers /ue se $uede $&icr & $uert.

PGM Pote"ci de $ico disi$d e" & $uert. *PeH te $oKer dissi$tio"+. Pote"ci%(i% disi$d e" & u"i!" $uert-c(todo, e" e& cso de /ue $&i/ue%os u" se& dedis$ro "o co"ti"u.

PG/AV0Pote"ci %edi disi$0&e e" & $uert. *Avere te $oKer dissi$tio"+. Re$rese"te& v&or %edio de & $ote"ci disi$d e" & u"i!" $uert-c(todo.

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T%*Te%$ertur de &%ce"%ie"to. *)tore te%$erture r"e+. Jre" de te%$ertur

de &%ce"%ie"to.

TTe%$ertur de & u"i!". *@u"tio" te%$erture+. I"dic e& %re" de & te%$ertur de& u"i!", e" fu"cio"%ie"to.

R"%i%*"'#i(% T6)2i#(%

R*Resiste"ci tr%ic u"i!"-co"te"edor. *T?er%& resist"ce, @u"ctio" to %0ie"t+

R*< =(Resiste"ci tr%ic u"i!" %0ie"te & ire &i0re. *Ter%& resist"ce >u"tio" to%0ie"t i" free ir+.

C()(#*")+%*i#(% E%*$*i#(%

IGT Corrie"te de dis$ro de $uert. *Mte curre"t to trier+. Corrie"te de $uert /ueseur e& dis$ro co" u" deter%i"do vo&t>e de ("odo.

IL Corrie"te de e""c?e. *Ltc?i" curre"t+. Corrie"te de ("odo %'"i% /ue ?ce0scu&r & tiristor de& estdo de 0&o/ueo & estdo de co"ducci!".

I? Corrie"te de %"te"i%ie"to. *o&di" curre"t+. J'"i% corrie"te de ("odo /ueco"serv & tiristor e" su estdo de co"ducci!".

VTTe"si!" e" etre%os de& tiristor e" estdo de co"ducci!". * O" - stte vo&te+.

VGT Te"si!" de dis$ro de $uert. *Te"si!" de e"ce"dido+. *Mte vo&te to trier+.Te"si!" de $uert /ue seur e& dis$ro co" te"si!" ("odo - c(todo e" directo.

C()(#*")+%*i#(% Di'$2i#(%

,-D;,*&or %'"i%o de & $e"die"te de te"si!" $or de0>o de & cu& "o se $roduce e&ce0do si" se& de $uert.

*3*Tie%$o de $so co"ducci!". *Mte co"tro&&ed tur" o" ti%e+.

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*Tie%$o de 0&o/ueo, *Circuit co%%utted tur" - off ti%e+. I"terv&o de tie%$o "ecesrio

$r /ue e& tiristor $se & estdo de 0&o/ueo de %"er /ue u"/ue se $&i/ue u" "uevovo&t>e e" se"tido directo, "o co"duce ?st /ue ?y u" "uev se& de $uert.

@. Expli!" #!$l"% %&' l(% #()(#*")+%*i#(% p)i'#ip(l"% ,"l T)i(#.

E& tric es u" se%ico"ductor de tres ter%i"&es, dos $ri"ci$&es *TJ1, TJ6+ y otro deco"tro& de"o%i"do $uert *M+. Este dis$ositivo tie"e & c$cidd de co"tro&r e& $so decorrie"te e" %0s direccio"es, $or t"to se $uede decir /ue se trt de u" dis$ositivo0idireccio"&.Disti"to de &os tiristores, e& tric est("dr $uede ser dis$rdo $or circu&ci!"de corrie"te $ositiv o "etiv e"tre co%$uert y JT1. E& tric ct co%o dosrectificdores co"tro&dos de si&icio *)CR+ e" "ti $r&e&o co%o se %uestr e" & fiur 71.

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Fig.01 Co%"!$,,i3% b7"i,*8 "mbolo # ,i!,$io e6$i)*le%e

L fiur 76 descri0e & crcter'stic te"si!" corrie"te de& Tric. Juestr & corrie"te trvs de&Tric co%o u" fu"ci!" de & te"si!" e"tre &os ("odos JT6 y JT1. E& $u"to BO*te"si!" deru$tur+ es e& $u"to $or e& cu& e& dis$ositivo $s de u" resiste"ci &t u" resiste"ci 0> y &corrie"te, trvs de& Tric, crece co" u" $e/ueo c%0io e" & te"si!" e"tre &os ("odos.

E& Tric $er%"ece e" estdo ON ?st /ue & corrie"te dis%i"uye $or de0>o de & corrie"te de

%"te"i%ie"to I. Esto se re&i $or %edio de & dis%i"uci!" de & te"si!" de & fue"te. =" ve/ue e& Tric e"tr e" co"ducci!", & co%$uert "o co"tro& %(s & co"ducci!", $or est r!" secostu%0r dr u" $u&so de corrie"te corto y de est %"er se i%$ide & disi$ci!" de e"er'so0r"te e" & co%$uert.

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Fig.0 C$*d!*%e" de di"&*!o # C*!*,e!"i,*" '/I del T!i*,

E& %is%o $roceso ocurre co" res$ecto & tercer cudr"te, cu"do & te"si!" e" e& ("odo JT6 es"etiv co" res$ecto & ("odo JT1 y o0te"e%os & crcter'stic i"vertid. Por esto es u"co%$o"e"te si%trico e" cu"to co"ducci!" y estdo de 0&o/ueo se refiere, $ues & crcter'stice" e& cudr"te I de & curv es iu& & de& III.

8. P)"%"'*" l(% #!)-(% #()(#*")+%*i#(% ,"l T)i(# BT19.

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. C!$l"% %&' l&% 2&,&% ," ,i%p()& ,"l T)i(#

E& TRIAC $uede ser dis$rdo e" cu&/uier de &os dos cudr"tes I y III %edi"te &$&icci!" e"tre &os ter%i"&es $uert y JT1 de u" i%$u&so $ositivo o "etivo. Esto &e du" fci&idd de e%$&eo r"de y si%$&ific %uc?o e& circuito de dis$ro. A co"ti"uci!" sever(" &os fe"!%e"os i"ter"os /ue tie"e" &ur e" &os cutro %odos de dis$ro $osi0&es.

M&,& I T")2i'(l MT7 p&%i*i-( #&' )"%p"#*& ( MT1.

I'*"'%i,(, ," p!")*( "'*)('*".

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M&,& I = T")2i'(l MT7 p&%i*i-& )"%p"#*& ( MT1.

I'*"'%i,(, ," p!")*( %(li"'*".

E& dis$ro es si%i&r & de &os tiristores de $uert de u"i!". I"ici&%e"te co"duce &estructur ui&ir P1N1P6N4 y &ueo & $ri"ci$& P1N1P6N6.

E& dis$ro de & $ri%er se $roduce co%o u" tiristor "or%& ctudo JT1 de $uert y P dec(todo. Tod & estructur ui&ir se $o"e & te"si!" $ositiv de JT6 y $o&rifuerte%e"te & u"i!" P6N6 /ue i"yect e&ectro"es ?ci e& (re de $ote"ci& $ositivo. L

u"i!" P6N1 de & estructur $ri"ci$& /ue so$ort & te"si!" eterior, es i"vdid $ore&ectro"es e" & veci"dd de & estructur ui&ir, e"tr"do e" co"ducci!".

M&,& III T")2i'(l MT7 '"3(*i-& )"%p"#*& ( MT1.

I'*"'%i,(, ," p!")*( "'*)('*".

E& dis$ro tie"e &ur $or e& $rocedi%ie"to &&%do de $uert re%ot. E"tr e" co"ducci!"& estructur P6N1P1N.

L i"yecci!" de e&ectro"es de N6 P6 es iu& & descrit e" e& %odo I Q. Los /ue&c"" $or difusi!" & u"i!" P6N1 so" 0sor0idos $or su $ote"ci& de u"i!", ?ci"dose%(s co"ductor. E& $ote"ci& $ositivo de $uert $o&ri %(s $ositiv%e"te e& (re de &u"i!" P6N1 $r!i% e&& /ue & $r!i% JT1, $rovoc("dose u" i"yecci!" de ?uecosdesde P6 N1 /ue &c" e" $rte & u"i!" N1P1 e"crd de 0&o/uer & te"si!"eterior y se $roduce & e"trd e" co"ducci!".

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M&,& III = T")2i'(l MT7 '"3(*i-& )"%p"#*& ( MT1.

I'*"'%i,(, ," p!")*( %(li"'*".

T%0i" se dis$r $or e& $rocedi%ie"to e $uert re%ot, co"ducie"do &s c$sP6N1P1N.

L c$ N4 i"yect e&ectro"es e" P6 /ue ?ce" %(s co"ductor & u"i!" P6N1. L te"si!"$ositiv de JT1 $o&ri e& (re $r!i% de & u"i!" P6N1 %(s $ositiv%e"te /ue &$r!i% & $uert. Est $o&rici!" i"yect ?uecos de P6 N1 /ue &c"" e" $rte &

u"i!" N1P1 y & ?ce" $sr co"ducci!".

Los cutro %odos de dis$ro descritos tie"e" difere"te se"si0i&idd. )ie"do &os %odos I Q yIII - &os %(s se"si0&es, seuidos de cerc $or e& I -. E& %odo III Q es e& dis$ro %(s dif'ci& yde0e evitrse su e%$&eo e" &o $osi0&e.

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IV. PROCEDIMIENTO

1. Ar%e e& circuito %ostrdo de & fiur

D1

BT151_500R

R1

220

R2

2.0k

V2

V1

6. Co&o/ue 6 e" 16v y u%e"te e& v&or de 1 desde 1 vo&tio e" $sos de 7.1

co"ect"do y desco"ect"do R6 e" cd $so ?st /ue co"duc e& tiristor$er%"e"te%e"te. A"ote e& v&or de 1 de R1e" R1 y A;*ON+.

IL=

VR1

R1

4. Est"do co"ducie"do desco"ecte & resiste"ci R6 6; y verifi/ue e& v&orde 1co%o e" e& cso "terior. Lueo dis%i"uy &e"t%e"te e& v&or de 1 ?st /ue de>e

de co"ducir e& tiristor y "ote e& v&or de 1.L corrie"te de %"te"i%ie"to ser(:

IH=V1VAK(ON)

R1

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#. Co&o/ue e& v&or de 1 e" 16. Au%e"te e& v&or de 6 desde 7 vo&tios ?st /ue co"duce& tiristor y "ote e& v&or de R6 e" R6.L corrie"te de $uest %'"i% $r dis$rr & tiristor ser(:

IGTmin=VR2

R2

3. Re$it &os $sos de& *1+ & *+ ree%$&"do & tiristor $or u" TRIAC.

5. Re$it &os $sos de& *1+ & *+ i"virtie"do & $o&ridd de & fue"te de &i%e"tci!"so&o de 1.

S. Re$it &os $sos de& *1+ & *+ i"virtie"do & $o&ridd de & fue"te de &i%e"tci!"so&o 6 co" R66678 9 3K.

. Re$it &os $sos de& *1+ & *+ i"virtie"do & $o&ridd de &s dos fue"te de&i%e"tci!" co" R66678 9 3K.

V. CALCULOS PREVIOS

Co" sKitc? o":

L corrie"te de co%$uert seri:

IG=12Vmin

R1

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conVmin=0.6V

IG=120.6

2k 5.7mA>Imin(2mA)

L corrie"te "!dic de0er( ser:

IA=V

1VT onR2

IL *Corrie"te de e""c?e+

V11.410mA (0.22K)

V1

2.2+1.4

V13.6V

L te"si!" %'"i% $r V1 :

IA IH(corriente de mantenimiento)

V1VTonR2

7mA

V1min1.40.22 K

=7mA

1m=2.94VV

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VI. BIBLIOGRAFIA

Ju?%%d . Rs?id, UELECTRONICA DE POTENCIA, Circuitos, dis$ositivos

y $&iccio"esV. Jico. 4 Edici!". Pre"tice &&, 677. ?tt$s:99e&ectro"icv%.fi&es.Kord$ress.co%967119739dics-y-trics.$df ?tt$:99KKK1.fr%.ut".edu.r9e$ote"ci9$u"tes9reco%e"dcio"es.$df ?tt$:99KKK."$.co%9docu%e"ts9dtWs?eet9BT145W)ERIE).$df ?tt$:99KKK.futur&ec.co%9Diodes9BT131.s?t%&

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