Diferencia entre diodo y tiristor

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 rectificación y conmutación. A diferencia de un tiristor, es un dispositivo de tres terminales que se utiliza para fines de conmutación. Esto genera la mayor diferencia en su funcionamiento.

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

Gráfica comparativa

Base para el tiristor de diodo de comparación (SCR)

Símbolo
Tipo de dispositivo	Dispositivo rectificador no controlado (ya que no se requiere impulso de disparo).	Dispositivo de encendido controlado (ya que se necesita pulso de disparo).
Número de capas	2	4
Número de uniones	1	3
Número de terminales	2 (ánodo y cátodo)	3 (Ánodo, Cátodo y Puerta)
Capacidad de manejo de potencia	Bien	Mejor
Tensión de funcionamiento	Bajo	Comparativamente alto
Costo	Menos costoso	Más caro
Peso	Peso ligero	comparativamente pesado

Definición de diodo

Un diodo es un dispositivo de dos terminales formado por combinación de ap y un material semiconductor de tipo n que permite la conducción en una sola dirección. Prácticamente se dice que el diodo permite la conducción solo cuando está polarizado en directa y restringe el flujo de corriente en la condición de polarización inversa.

La figura que se muestra a continuación representa un diodo de unión pn con polarización directa:

Inicialmente, cuando no se proporciona potencial externo, entonces también los portadores mayoritarios de ambas regiones se desplazan a través de la unión para combinarse. Después de cierto tiempo, los iones inmóviles se depositan en ambos lados de la unión, lo que produce una región de agotamiento.

Una vez que se genera la capa de agotamiento, se producirá un mayor movimiento de los portadores de carga solo cuando se proporcione una polarización externa. Entonces, cuando se proporciona una polarización directa, los agujeros y los electrones de los lados p y n, respectivamente, son repelidos por el terminal positivo y negativo de la batería. Esto reduce el ancho de la región de agotamiento y los portadores se desplazan a través de la unión por la acción del potencial externo.

Este movimiento de portadores genera corriente eléctrica a través del dispositivo y la dirección del flujo de corriente será opuesta a la dirección del flujo de electrones.

La figura que se muestra a continuación representa la condición de polarización inversa del diodo de unión pn:

Aquí podemos ver claramente que la región p está conectada al terminal negativo y la región n está conectada al terminal positivo de la batería.

Entonces, ahora la mayoría de los portadores de carga de ambas regiones experimentan fuerza de atracción desde el terminal de la batería. Esto lleva a ampliación de la región de agotamiento y por lo tanto aumenta el potencial de barrera. Y así, esto no causará más flujo de corriente a través del dispositivo.

Definición de tiristor

El tiristor es un dispositivo de 4 capas formado por combinación alternativa de materiales semiconductores de tipo p y n. Es un dispositivo utilizado para fines de rectificación y conmutación. SCR es el miembro más utilizado de la familia de tiristores y es el nombre comúnmente utilizado cuando hablamos de tiristores. SCR también permite el flujo de corriente en una dirección y su acción es controlada por un pulso de disparo externo aplicado en su terminal de compuerta.

Básicamente, SCR es un dispositivo de 4 capas en la configuración PNPN. Esta configuración genera 3 uniones en la estructura de SCR. Comprendamos ahora brevemente cómo funciona básicamente un SCR:

Como ya hemos discutido, la operación de un tiristor depende principalmente del potencial externo aplicado en la terminal de la puerta. Entonces, entendamos el caso cuando no se proporciona ningún potencial externo en el terminal de la puerta, pero se aplica voltaje directo entre el ánodo y el cátodo.

Por lo tanto, como podemos ver en la figura que se muestra arriba, se aplica un voltaje directo entre el ánodo y el cátodo que hace que la unión J1 y J3 estén polarizadas hacia adelante. Pero al mismo tiempo, la unión J2 tendrá polarización inversa. Esto conducirá a la generación de una región de agotamiento alrededor de J2. Por lo tanto, no fluirá corriente directa a través del dispositivo y solo fluirá una corriente de fuga insignificantemente pequeña. Se dice que este estado es prácticamente fuera del estado del tiristor (SCR).

Ahora, suponga que no se aplica ningún potencial de puerta externo pero se aplica un potencial inverso entre el ánodo y el cátodo. Esta disposición de polarización polariza inversamente la unión J1 y J3 pero polariza directamente la unión J2. Aún así, solo la corriente de fuga fluirá a través del dispositivo.

Por lo tanto, podemos decir que sin ningún potencial de puerta, SCR no conducirá en condiciones de polarización directa o inversa. Consideremos ahora el caso en que la terminal de puerta se activa con un potencial directo. También se proporciona un voltaje directo entre el cátodo y el ánodo.

Entonces, en este caso, los electrones presentes en la región n experimentan repulsión desde el terminal negativo de la batería. Este movimiento genera corriente de puerta a través del dispositivo. Además, los orificios en la región p son repelidos por el terminal positivo de la batería y se desplazan a través de la unión J2, lo que genera una corriente de ánodo.

Esta acción regenerativa permite que el SCR conduzca fuertemente. Sin embargo, cabe señalar aquí que una vez que el SCR comienza a conducir, el potencial de la puerta ya no juega ningún papel en la conducción. 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 región n. Mientras que un tiristor es un dispositivo semiconductor de cuatro capas formado por una disposición alternativa de material de tipo p y n.
2. Debido a las 2 capas en el diodo, existe una sola unión 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, ánodo y cátodo. Pero un tiristor es un dispositivo de 3 terminales, de los 3 terminales, 2 son ánodo y cátodo, mientras que el otro es una puerta que se usa para proporcionar activación externa al circuito.
4. los capacidad de manejo de potencia de tiristores es comparativamente mejor que los diodos.
5. Diodos exhibe bajo tensión 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 más alto que los diodos.
6. El diodo es un dispositivo que no requiere activación externa pulso para iniciar la conducción. Mientras que el tiristor necesita un pulso de activación externo para la operación del circuito.
7. Los diodos son menos costoso en comparación con los tiristores.
8. Los tiristores son comparativamente voluminoso que los diodos.

Conclusión

Entonces, de la discusión 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.

También los diodos son ampliamente utilizados en circuitos de rectificación, recortadores y sujetadores, puertas lógicas y en circuitos multiplicadores de voltaje. Mientras que los tiristores son ampliamente utilizados en motores de alta potencia, inversores, en circuitos de rectificación controlada, temporización y circuitos de protección contra sobretensiones.

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