Diferencia entre diodo y tiristor

<p>Una de las diferencias cruciales entre el diodo y el tiristor es que un diodo es un dispositivo de dos terminales que se utiliza para aplicaciones de rectificaci贸n y conmutaci贸n. A diferencia de un tiristor, es un dispositivo de tres terminales que se utiliza para fines de conmutaci贸n. Esto genera la mayor diferencia en su funcionamiento.

Sabemos que tanto el diodo como el tiristor son dispositivos semiconductores formados por la combinaci贸n de material semiconductor de tipo p y n. Sin embargo, existen varios factores que diferencian a los dos.

    Índice de contenidos

    Gr谩fica comparativa

    Base para el tiristor de diodo de comparaci贸n (SCR)

    S铆mbolos铆mbolo de diodos铆mbolo de tiristor
    Tipo de dispositivoDispositivo rectificador no controlado (ya que no se requiere impulso de disparo).Dispositivo de encendido controlado (ya que se necesita pulso de disparo).
    N煤mero de capas24
    N煤mero de uniones13
    N煤mero de terminales2 (谩nodo y c谩todo)3 (脕nodo, C谩todo y Puerta)
    Capacidad de manejo de potenciaBienMejor
    Tensi贸n de funcionamientoBajoComparativamente alto
    CostoMenos costosoM谩s caro
    PesoPeso ligerocomparativamente pesado

    Definici贸n de diodo

    Un diodo es un dispositivo de dos terminales formado por combinaci贸n de ap y un material semiconductor de tipo n que permite la conducci贸n en una sola direcci贸n. Pr谩cticamente se dice que el diodo permite la conducci贸n solo cuando est谩 polarizado en directa y restringe el flujo de corriente en la condici贸n de polarizaci贸n inversa.

    La figura que se muestra a continuaci贸n representa un diodo de uni贸n pn con polarizaci贸n directa:

    diodo de polarizaci贸n directa

    Inicialmente, cuando no se proporciona potencial externo, entonces tambi茅n los portadores mayoritarios de ambas regiones se desplazan a trav茅s de la uni贸n para combinarse. Despu茅s de cierto tiempo, los iones inm贸viles se depositan en ambos lados de la uni贸n, lo que produce una regi贸n de agotamiento.

    Una vez que se genera la capa de agotamiento, se producir谩 un mayor movimiento de los portadores de carga solo cuando se proporcione una polarizaci贸n externa. Entonces, cuando se proporciona una polarizaci贸n directa, los agujeros y los electrones de los lados p y n, respectivamente, son repelidos por el terminal positivo y negativo de la bater铆a. Esto reduce el ancho de la regi贸n de agotamiento y los portadores se desplazan a trav茅s de la uni贸n por la acci贸n del potencial externo.

    Este movimiento de portadores genera corriente el茅ctrica a trav茅s del dispositivo y la direcci贸n del flujo de corriente ser谩 opuesta a la direcci贸n del flujo de electrones.

    La figura que se muestra a continuaci贸n representa la condici贸n de polarizaci贸n inversa del diodo de uni贸n pn:

    diodo de polarizaci贸n inversa

    Aqu铆 podemos ver claramente que la regi贸n p est谩 conectada al terminal negativo y la regi贸n n est谩 conectada al terminal positivo de la bater铆a.

    Entonces, ahora la mayor铆a de los portadores de carga de ambas regiones experimentan fuerza de atracci贸n desde el terminal de la bater铆a. Esto lleva a ampliaci贸n de la regi贸n de agotamiento y por lo tanto aumenta el potencial de barrera. Y as铆, esto no causar谩 m谩s flujo de corriente a trav茅s del dispositivo.

    Definici贸n de tiristor

    El tiristor es un dispositivo de 4 capas formado por combinaci贸n alternativa de materiales semiconductores de tipo p y n. Es un dispositivo utilizado para fines de rectificaci贸n y conmutaci贸n. SCR es el miembro m谩s utilizado de la familia de tiristores y es el nombre com煤nmente utilizado cuando hablamos de tiristores. SCR tambi茅n permite el flujo de corriente en una direcci贸n y su acci贸n es controlada por un pulso de disparo externo aplicado en su terminal de compuerta.

    B谩sicamente, SCR es un dispositivo de 4 capas en la configuraci贸n PNPN. Esta configuraci贸n genera 3 uniones en la estructura de SCR. Comprendamos ahora brevemente c贸mo funciona b谩sicamente un SCR:

    Como ya hemos discutido, la operaci贸n de un tiristor depende principalmente del potencial externo aplicado en la terminal de la puerta. Entonces, entendamos el caso cuando no se proporciona ning煤n potencial externo en el terminal de la puerta, pero se aplica voltaje directo entre el 谩nodo y el c谩todo.

    Condici贸n de puerta imparcial del tiristor (SCR)

    Por lo tanto, como podemos ver en la figura que se muestra arriba, se aplica un voltaje directo entre el 谩nodo y el c谩todo que hace que la uni贸n J1 y J3 est茅n polarizadas hacia adelante. Pero al mismo tiempo, la uni贸n J2 tendr谩 polarizaci贸n inversa. Esto conducir谩 a la generaci贸n de una regi贸n de agotamiento alrededor de J2. Por lo tanto, no fluir谩 corriente directa a trav茅s del dispositivo y solo fluir谩 una corriente de fuga insignificantemente peque帽a. Se dice que este estado es pr谩cticamente fuera del estado del tiristor (SCR).

    Ahora, suponga que no se aplica ning煤n potencial de puerta externo pero se aplica un potencial inverso entre el 谩nodo y el c谩todo. Esta disposici贸n de polarizaci贸n polariza inversamente la uni贸n J1 y J3 pero polariza directamente la uni贸n J2. A煤n as铆, solo la corriente de fuga fluir谩 a trav茅s del dispositivo.

    Por lo tanto, podemos decir que sin ning煤n potencial de puerta, SCR no conducir谩 en condiciones de polarizaci贸n directa o inversa. Consideremos ahora el caso en que la terminal de puerta se activa con un potencial directo. Tambi茅n se proporciona un voltaje directo entre el c谩todo y el 谩nodo.

    Condici贸n de puerta polarizada del tiristor (SCR)

    Entonces, en este caso, los electrones presentes en la regi贸n n experimentan repulsi贸n desde el terminal negativo de la bater铆a. Este movimiento genera corriente de puerta a trav茅s del dispositivo. Adem谩s, los orificios en la regi贸n p son repelidos por el terminal positivo de la bater铆a y se desplazan a trav茅s de la uni贸n J2, lo que genera una corriente de 谩nodo.

    Esta acci贸n regenerativa permite que el SCR conduzca fuertemente. Sin embargo, cabe se帽alar aqu铆 que una vez que el SCR comienza a conducir, el potencial de la puerta ya no juega ning煤n papel en la conducci贸n. Y el dispositivo sigue en estado ON.

    Diferencias clave entre diodo y tiristor

    1. Un diodo es de doscapa dispositivo que tiene ap y una regi贸n n. Mientras que un tiristor es un dispositivo semiconductor de cuatro capas formado por una disposici贸n alternativa de material de tipo p y n.
    2. Debido a las 2 capas en el diodo, existe una sola uni贸n en caso de diodo. Mientras que debido a las 4 capas, el tiristor tiene 3 uniones.
    3. Un diodo es un 2 Terminal dispositivo a saber, 谩nodo y c谩todo. Pero un tiristor es un dispositivo de 3 terminales, de los 3 terminales, 2 son 谩nodo y c谩todo, mientras que el otro es una puerta que se usa para proporcionar activaci贸n externa al circuito.
    4. los capacidad de manejo de potencia de tiristores es comparativamente mejor que los diodos.
    5. Diodos exhibe bajo tensi贸n de funcionamiento casi alrededor de 5000 V. Mientras que el voltaje de funcionamiento es de alrededor de 7000 V en el caso de los tiristores, que es comparativamente m谩s alto que los diodos.
    6. El diodo es un dispositivo que no requiere activaci贸n externa pulso para iniciar la conducci贸n. Mientras que el tiristor necesita un pulso de activaci贸n externo para la operaci贸n del circuito.
    7. Los diodos son menos costoso en comparaci贸n con los tiristores.
    8. Los tiristores son comparativamente voluminoso que los diodos.

    Conclusi贸n

    Entonces, de la discusi贸n anterior podemos decir que tanto el diodo como el tiristor son dispositivos semiconductores. Pero el funcionamiento de los dos es bastante diferente por lo que encuentran aplicaciones en distintos campos.

    Tambi茅n los diodos son ampliamente utilizados en circuitos de rectificaci贸n, recortadores y sujetadores, puertas l贸gicas y en circuitos multiplicadores de voltaje. Mientras que los tiristores son ampliamente utilizados en motores de alta potencia, inversores, en circuitos de rectificaci贸n controlada, temporizaci贸n y circuitos de protecci贸n contra sobretensiones.

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