Rectificador controlado por silicio (SCR): definici贸n y construcci贸n

El rectificador controlado por silicio (SCR) es un dispositivo de estado s贸lido utilizado para el control de potencia en sistemas de CC y CA. Un SCR se llama as铆 porque se utiliza silicio para su construcci贸n y se puede controlar su funcionamiento como rectificador.

El rectificador controlado por silicio es el miembro m谩s antiguo de la familia de tiristores. El tiristor es una familia de dispositivos de estado s贸lido cuyas caracter铆sticas son similares a las de tubo de tiratrona. La construcci贸n del tiristor es similar a la de un transistor. El nombre THYRISTOR se deriva de las primeras tres letras de THYRatron y las 煤ltimas cuatro letras de transISTOR. Adem谩s del rectificador controlado por silicio, hay varios otros miembros como GTO, TRIAC, DIAC, etc. Pero la aplicaci贸n de SCR es tan grande que SCR se ha convertido en sin贸nimo de tiristor. Por lo tanto, la palabra SCR y tiristor se usan indistintamente.

Construcci贸n de rectificador controlado de silicio

Un rectificador controlado por silicio o SCR consta de tres uniones pn y tiene dos estados estables, un estado ENCENDIDO y un estado APAGADO, y puede cambiar su estado de uno a otro. Tiene tres terminales: 谩nodo, c谩todo y puerta. La siguiente figura muestra el detalle constructivo de SCR.

Construcci贸n de rectificador controlado de silicio

De lo anterior se puede ver que el SCR consta de cuatro capas de semiconductores alternativos de tipo p y tipo n que forman tres uniones pn. Estas tres uniones pn se muestran mediante J1, J2 y J3 en la figura anterior. El prop贸sito principal del esp谩rrago roscado es montar el SCR en el disipador de calor. Esto es muy importante ya que la clasificaci贸n de SCR puede ser del orden de 10 kV y 3000 A, lo que corresponde a una capacidad de manejo de energ铆a de 30 MW. Por lo tanto, es vital hacer arreglos para el enfriamiento adecuado de SCR. El esp谩rrago roscado se usa para montar el SCR en el disipador de calor para disipar el calor generado en 茅l durante su servicio.

El terminal de la puerta generalmente se mantiene cerca del semiconductor de tipo p cerca del terminal del c谩todo. El diagrama esquem谩tico y el s铆mbolo del circuito del rectificador controlado por silicio se muestran en las Figuras 1 y 2 respectivamente.

Diagrama esquem谩tico y s铆mbolo del circuito del rectificador controlado por silicio

En el diagrama esquem谩tico, los tres terminales de SCR se muestran como 谩nodo, c谩todo y puerta. El terminal conectado a la regi贸n exterior p se llama 脕nodo, el terminal conectado a la regi贸n exterior n se llama C谩todo y el conectado a la regi贸n p interior se llama Puerta.

Al igual que el diodo, el SCR bloquea el flujo de corriente del c谩todo al 谩nodo en el modo de conducci贸n inversa, pero a diferencia del diodo, tambi茅n bloquea el flujo de corriente del 谩nodo al c谩todo hasta que se activa la conducci贸n mediante la se帽al de puerta adecuada entre la puerta y el terminal del c谩todo de SCR.

Cuando el 谩nodo es positivo con respecto al c谩todo con el circuito de puerta abierto, se dice que el SCR est谩 en modo de bloqueo directo. De manera similar, cuando el 谩nodo es negativo con respecto al c谩todo, se dice que est谩 en modo de bloqueo inverso. En ambos modos, no conduce. En el modo de bloqueo directo, se aplica una se帽al positiva en el terminal de puerta para llevar la conducta SCR al modo de conducci贸n directa. En el modo de conducci贸n directa, se comporta como un interruptor cerrado para permitir el flujo de corriente a trav茅s de 茅l.

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