Oct 032019
 

¿Qué es un SCR?

El SCR (Rectificador controlado de silicio / Silicon Controled Rectifier) es un dispositivo semiconductor de 4 capas que funciona como un conmutador casi ideal. Su símbolo y estructura se muestran en la figura.

Funcionamiento básico del SCR

El siguiente gráfico muestra un circuito equivalente para comprender su funcionamiento. Al aplicarse una corriente IG al terminal G (base de Q2 y colector de Q1), se producen dos corrientes: IC2 = IB1.

SCR – Símbolo y Estructura

SCR - Rectificador controlado de silicio. Estructura y símbolo

A = ánodo, G = compuerta o Gate y C = K = cátodo

IB1 es la corriente base del transistor Q1 y causa que exista una corriente de colector de Q1 (IC1) que a su vez alimenta la base del transistor Q2 (IB2), este a su vez causa más corriente en IC2, que es lo mismos que IB1 en la base de Q1, y …… este proceso regenerativo se repite hasta saturar Q1 y Q2 causando el encendido del SCR.

Circuito equivalente de un SCR (Rectificador controlado de silicio)

Los parámetros son:

  • VRDM: Máximo voltaje inverso de cebado (VG = 0)
  • VFOM: Máximo voltaje directo sin cebado (VG = 0)
  • IF: Máxima corriente directa permitida.
  • PG: Máxima disipación de potencia entre compuerta y cátodo.
  • VGT-IGT: Máximo voltaje o corriente requerida en la compuerta (G) para el cebado
  • IH: Mínima corriente de ánodo requerida para mantener cebado el SCR
  • dv/dt: Máxima variación de voltaje sin producir cebado.
  • di/dt: Máxima variación de corriente aceptada antes de destruir el SCR.

Curva característica del SCR

En la figura inferior de muestra la dependencia entre el voltaje de conmutación y la corriente de compuerta. Cuando está polarizado en inversa se comporta como un diodo común (ver la corriente de fuga característica que se muestra en el gráfico).

En la región de polarización en directo, se comporta también como un diodo común, siempre que ya haya sido activado (On). Ver los puntos D y E. Para valores altos de corriente de compuerta (IG) (ver punto C), el voltaje de ánodo a cátodo es menor (VC).

Curva característica de un SCR (Rectificador controlado de silicio) para diferentes corrientes de compuerta (IG)

Si la IG disminuye, el voltaje ánodo – cátodo aumenta. (ver el punto B y A, y el voltaje ánodo – cátodo VB y VA). Concluyendo, al disminuir la corriente de compuerta IG, el voltaje ánodo-cátodo tenderá a aumentar antes de que conduzca (se ponga en On / esté activo).

¿Cómo es un Rectificador controlado de silicio?

A continuación se compara dos scr de diferente potencia. El de más potencia esta a la izquierda.

Comparación de SCR de diferentes potencias

Thuringius [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

Aplicaciones del Rectificador controlado de silicio

  • Como estabilizador de voltaje AC
  • En cargador de baterías
  • Como interruptor
  • Para control de potencia
  • En inversores (para pasar de voltaje DC a voltaje AC)
  • etc.

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