comprobacion de dispositivos de conmutacion de potencia

ESCUELA DE INGENIERÍAELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA.

PRÁCTICAS DE LABORATORIODE:

COMPROBACIÓN DE DISPOSITIVOS DECONMUTACIÓN DE POTENCIA

NOMBRE: _____________________________________________________

GRUPO: _____________

SANTA TECLA, FEBRERO DE 2011.

ESCUELA ESPECIALIZADE EN INGENIERIA ITCA-FEPADEDEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRÓNICA

ESPECIALIDAD: TÉCNICO EN INGENIERIA ELECTRONICA INDUSTRIALMODULO: COMPROBACIÓN DE DISPOSITIVOS DE CONMUTACIÓN DE POTENCIA

PRACTICA No 1VALORES PROMEDIOS Y EFECTIVOS.

OBJETIVOS: Que el alumno compruebe experimentalmente los valores promedio y RMS de las formas

de onda de salida de los rectificadores de media onda y el rectificador tipo puente.

MATERIALES Y EQUIPO Osciloscopio voltimetro RMS transformador 2 diodos 1 Puente de diodos. Resistencia 820, 1.5K, 18K Capacitores 10uF, 100 uF 2 capacitores 1000 uF

INTRODUCCIÓN TEÓRICA.Los conceptos de voltajes máximos, periodo, valores promedio y RMS tanto de corriente comovoltajes es de gran importancia en electrónica industrial para el cálculo de la potencia entregada alas cargas de potencia. Estos valores pueden ser calculados y comprobados por medio delosciloscopio, voltímetros y amperímetros DC y aparatos true RMs.El valor promedio de una onda periódica se obtiene dividiendo la suma algebraica de las áreas dela onda entre el periodo total de un ciclo.El valor promedio de una forma de onda es el promedio aritmético.A las áreas por encima de la referencia se les asigna un signo positivo y las que se ubiquen pordebajo del la referencia serán negativas. Entonces un valor promedio positivo estará por encimadel eje y un valor negativo estará por debajo de éste.El valor promedio de voltajes o corrientes es el valor medido por los aparatos DC.La importancia del valor promedio reside en que es muy fácil obtenerlo por la medición convoltímetros DC. que nos dan una indicación de la relación de tamaño de las áreas positivas onegativas de una onda.

Valor RMS Root Mean SquareLa forma mas común de especificar la cantidad de la corriente alterna es estableciendo su valorefectivo o RMS que es el valor que produce el mismo calor en una resistencia dada, igual calor conun voltaje DC del mismo valor.Es decir iguales cantidades de voltaje DC y voltaje AC efectivo producen igual potencia en unaresistencia dada.Así, 20 Vac producen la misma potencia en una resistencia de 10 ohms, que aplicando 20 V dc. enla misma resistencia es decir, los dos voltajes producen la potencia de 40 W. Es importanteindicar que la onda de ac no es necesario que sea senoidal.El valor RMS de una onda senoidal la indican los voltímetros comunes de ACMientras que el vlor RMS de ondas diferentes a la senoidal tiene que ser medido con voltímetrosTRUE RMS.RMS significa que el valor efectivo se obtiene por cálculo de la Raiz del promedio de las areas conlos voltajes elevados al cuadrado en un ciclo



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Una onda puede tener un valor promedio de cero pero siempre tendrá un valor efectivo diferentede cero como en el caso de la onda s cuya área positiva y negativa son iguales. Un ejemplo deesto es la onda senoidal.

PROCEDIMIENTO:Coloque el tester en la función de diodo para comprobar el estado del diodoAnote el valor de la caída Vd cuando se encuentra en directa ________Anote la indicación en reversa_________Construya el circuito de la figura siguiente:

Utilice R1 =RL de 1.5K y un voltaje de 12 v en el secundario del transformador.Coloque el têster en la escala de AC y efectúe las siguientes mediciones en el secundario deltransformador:Vac=__________Volts.Con ayuda del osciloscopio mida el tiempo en ms de duración de un ciclo de ac_________________ y dibuje la forma de onda en los siguientes puntos:

VOLTAJES FORMAS DE ONDA

SECUNDARIOVac:_____Volts.

Voltimetro en ac

_____________________________________

DIODO

V AK. ______________________________________



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RESISTENCIAVR1:______VoltsVOLTIMETRO EN DC.

______________________________________

PREGUNTAS:Mida el voltaje máximo de la onda de salida __________________

Cual es la frecuencia de esta forma de onda__________________¿Cómo se le llama a este circuito? _____________________________Con el voltímetro colocado en medición de voltaje DC. mida el voltaje promedio obtenible en la R1:________________Compruebe el resultado con la fórmula del Voltaje Promedio : ____________¿Depende este voltaje de la resistencia: _______________

Utilice la siguiente relación I PROM = V PROM /RLCalcule la corriente promedio que atraviesa el circuito: ____________Inserte un mA en serie con RL y mida esta corriente _____________Pregunta : ¿ depende esta corriente del valor de la resistencia? ______________________________________________________Mida el voltaje RMSCual será el valor de la corriente RMS en este circuito?Pregunta _ es igual el valor promedio de coriente al valor RMS de corriente? ________________Que aparatos se utilizan para medir estas corrientes? ___________________________________

Con la función de prueba de diodos en el tester compruebe detalladamente cada uno de losdiodos del puente rectificador y su orientación

Observe los diferentes tipos de encapsulado de puentes

Construya el circuito de la figura siguiente con el puenterectificador, utilice la R de 1.5 K :



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Con ayuda del osciloscopio mida los voltajes en los puntos indicados y además dibuje la forma deonda en ellos.

Vac:______Volts.VOLTIMETRO AC

Forma de Onda

VR1:______VoltsVOLTIMETRO DC

PREGUNTAS:¿Cómo se le llama a este circuito? :__________________________________Mida con el osciloscopio el voltaje máximo en RL:___________________Cual es la frecuencia de esta forma de onda :________________Mida el voltaje promedio con el tester en dc._____________Calcule el voltaje promedio por medio de la formula_____________________Calcule el valor RMS del voltaje en la resistencia __________________Dependerán los valores de voltaje promedio y RMS del valor de la resistencia RL_____________Cuales aparatos utilizaría para medir estos voltajesUtilice la siguiente relación I PROM = V PROM /RLCalcule la corriente promedio que atraviesa el circuito: ____________Inserte un mA en serie con RL y mida esta corriente _____________Pregunta : ¿ depende esta corriente del valor de la resistencia? ______________________________________________________Mida el voltaje RMSCual será el valor de la corriente RMS en este circuito?

Pregunta _ es igual el valor promedio de corriente al valor RMS de corriente ?__________________Que aparatos se utilizan para medir estas corrientes?_______________________________________



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Coloque, respetando la polaridad, un capacitor de 10F en paralelo a la resistencia de carga RL ymida el voltaje resultante DC. observe la forma de onda con el osciloscopio y dibuje

Repita al sustituir el capacitor por uno de 100 uFEl rizado que observó depende del valor de RL y del valor del capacitorQue sucede al rizado si aumentamos el capacitor?_________________Que sucede al rizado si disminuimos RL?_________________Mida el voltaje DC ________________¿Este voltaje DC es igual al voltaje máximo de la onda de AC?Falso -verdadero _______________

Conecte el circuito mostrado en la siguiente figura

Use RL = 1.5 Kobserve y conecte con cuidado los dos diodos con los terminales indicados del transformador(pida revisión del circuito antes de energizar)mida el voltaje AC. entre 0 y 12 ____________mida el voltaje AC. entre 12 y 24 ____________mida el voltaje AC. entre 0 y 24 ____________observe y dibuje el voltaje en RL _________________

cual es el voltaje máximo ______________________calcule el voltaje promedio ________________mida el voltaje DC. Promedio en RL __________________calcule la corriente promedio _________________calcule el voltaje RMS del voltaje en la carga _________________Dibuje las corrientes en los diodos en cada semicicloColoque un capacitor de 1000 uF en paralelo a RLMida el voltaj DC__________Cuales son las diferencias entre este circuito y el circuito puente anterior?



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Este circuito es de media onda o de onda completa?

Cuales son las ventajas y desventajas entre los dos circuitos ?

Ahora desconecte el circuito y arme el siguiente doblador de voltaje

Use RL de 18 Kobserve los terminales del transformador y la polaridad de los capacitorespida revisión antes de energizar el circuitomida el voltaje AC entre 0 y 12 _______________cual es el voltaje max. o pico ____________mida el voltaje DC en el capacirtor 1 _________mida el voltaje DC en el capacirtor 2 _________este voltaje debe ser igual al voltaje max. o pico

los capacitores estan en serie y su voltaje se sumamida el voltaje total en RL ________________dibuje el sentido de las corrientes en cada semiciclo y explique como se cargan los capacitoresmuestre al instructor el dibujo de las corrientesconecte el osciloscopio a RL y dibuje el voltaje.Observa rizado?

¿ porque se llama doblador a este circuito?

EjerciciosCalcule la frecuencia, voltaje promedio y voltaje RMS de las siguientes formas de ondaA)



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b)

c)

Traduzca la siguiente informaciónPEAK AMPLITUDE (Voltage & Current)One of the most frequently measured characteristics of a sine wave is its amplitude. Unlike DCmeasurement, the amount of alternating current or voltage present in a circuit can be measured invarious ways. In one method of measurement, the maximum amplitude of either the positive ornegative alternation is measured, an oscilloscope or peak reading meter is used. The value ofcurrent or voltage obtained is called the PEAK CURRENT or the PEAK VOLTAGE, and will befound to be equal to the square root of 2 multiplied by the RMS Effective Value that is read on mostmultimeters.EFFECTIVE OR RMS VALUE (Voltage & Current)As the use of alternating current gained popularity, it became increasingly apparent that somecommon basis was needed on which AC and DC could be compared. A 100-watt fight bulb, forexample should work just as well on 120 volts AC as it does on 120 volts DC. It can be seen,however, that a sine wave of voltage having a peak value of 120 volts would not supply the lampwith as much power as a steady value of 120 volts DC. Since the power dissipated by the lamp is aresult of current flow through the lamp, the problem resolves to one of finding a MEAN alternatingcurrent ampere which is equivalent to a steady ampere of direct current. A DC current having avalue equal to the square root of the mean of the current squared (RMS) would produce the sameaverage power as the original sine wave of current. One RMS ampere of alternating current is aseffective in producing current as one steady ampere of direct current, for this reason an RMSampere is also called an EFFECTIVE ampere.The peak current of 1 ampere produces the same amount of average power as 0.707 amperes ofeffective (RMS) current, it is this Effective or RMS Value that is measured on most meters.



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AVERAGE VALUE (Voltage & Current)The Average Value of a complete cycle of a sine wave is zero, since the positive alternation isidentical to the negative alternation. However, the Average Value of a single alternation could becomputed by adding together a series of instantaneous values of the sine wave between 0, and 180degrees, and then dividing the sum by the number of instantaneous values used. Such acomputation would show one alternation of a sine wave to have an Average Value equal to 2divided by "", multiplied by the Peak Value (Approx. 0.637 X Peak Value).POWER (WATTS)The measurement of power takes two forms. There is the Average power dissipated by a circuit(RMS volts X RMS amperes), and then there is the Peak power value as read on an oscilloscope (Isquared) which is taken to be the Peak volts multiplied by the Peak amperes, or simply the Averagepower multiplied by 2.It is the Average power that is most often referred to as watts, this is the true amount of power used.This is what your watt-meter is based on and the amount you actually pay for.



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PRACTICA No 2EL DIODO ZENER Y TRANSISTOR

OBJETIVOS: Explicar el comportamiento del diodo zener. Dibujar la curva característica del zener. Observar la forma de onda de un circuito con zener en ac. Comprobar el estado de un diodo zener. Comprobar el estado y las regiones de operacion del transistor bjt

EQUIPO: 2 DIODOS ZENER 6.8 v. 1 DIODO ZENER 12v. OSCILOSCOPIO DE DOS

CANALES. 2 PUNTAS PARA OSCILOSCOPIO. FUENTE DC. MULTIMETRO DIGITAL BREADBOARD

1 RESISTOR 470 OHMS 2 RESISTOR 820 OHMS 1 FOCO DE 12V 1TRANSISTOR NPN. 1 TRANSISTOR PNP 1 POT 100k 1 R 4.7k

TEORIA BASICA:El diodo zener es un tipo especial de diodo que tiene una alta resistencia inversa y su corrienteinversa es insignificante hasta que se alcanza un cierto valor de tensión inversa, en este punto, lacorriente inversa aumenta rápidamente, pero la caída de tensión a través del diodo permaneceprácticamente constante. Se usa como protector de voltaje a dispositivos o como un regulador detensión.

TRANSISTOREn general la finalidad del empleo de un transistor es amplificar corriente, y su bondad pararealizarlo se expresa en términos de su beta o ganancia de corriente que es la relación de lacorriente de colector a la corriente de base.Como la corriente de base establece la corriente de colector, podemos tener en un circuito contransistor tres maneras de polarización o de trabajo del transistor. Es decir cuando la corriente debase es cero, la corriente de colector es cero y decimos que el transistor esta en condición de corteo no conducción. Si la corriente de base la aumentamos gradualmente comienza a circular unacorriente de colector que es proporcional al corriente de base, en esta condición el transistor sedice que se encuentra en la región activa o de amplificación, ya que es posible amplificar una señalalterna. Si la corriente de base aumenta demasiado, la corriente de colector ya no aumentaraproporcionalmente a los aumentos de corriente de base y el transistor se encuentra en la condiciónde máxima conducción posible establecida por el circuito de colector. A esta polarización se ledenomina región de saturación.El transistor es muy utilizado en el control industrial en las regiones de corte y saturación ya que encorte se comporta como un interruptor abierto porque ib es cero y por tanto ic es cero. Ensaturación el transistor se comporta como un interruptor cerrado y conduce la máxima corriente decolector impuesta por el circuito externo.



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En esta condición el voltaje entre colector y emisor es prácticamente cero, así el transistor nodisipa gran potencia cuando se encuentra conduciendo esta máxima corriente y por lo tanto eltransistor es un amplificador de corriente o un relevador sin desgaste de contactos.

PROCEDIMIENTO.Comprobación de los ZenerCon el multimetro en la función o escala de diodo anote la caída de voltaje en directa indicada enel multimetro Vd______________________

Invierta las puntas del medidor y observe que no circula corriente a través del diodo en reversa________________________En el siguiente experimento estudiaremos y obtendremos la gráfica característica inversa del diodozener, para ello deberá observar su corriente inversa mientras aumenta la tensión inversa aplicada.

. USE EL ZENER DE 6.8V 1WCalcule la corriente máxima de este diodo zener

Corriente máxima : Pot.max. / Vz :_________________

Construya el circuito mostrado y ajuste la tensión de la fuente a ceroPida revisión antes de energizar el circuito.

Aumente la tensión de la fuente DC y anote en la siguiente tabla la corriente que pasa por el diodoy las diferentes tensiones a registrar en la tabla

Nunca sobrepase la corriente máximaV APLICADO V ZENER CORRIENTE i V. EN R

2V.

3V.4V.5 V.6 V.7V.8 V.10 V.12 V.16 V.



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Apague el circuito

Preguntas ¿circulará corriente por el zener cuando el voltaje aplicado es menor que el voltajezener?_______________________________________________

A que tensión inversa se produjo el efecto zener o voltaje constante.________________________________________________________________________________________________________________________________________Con los valores marque los puntos correspondientes y dibuje la gráfica correspondiente

Invierta el zener. Pida revisión antes de energizar y tome las lecturas correspondientes

V aplicado V diodo I corriente mA V resistencia0.2 v.0.4 v.0.5 v.0.6V.0.7V0.8V1.0V2.0V3.0VApague el circuitoA que tensión en sentido directo se venció la barrera de potencial ?__________________________________________________________________

Actúa el diodo zener en polarización directa como un diodo corriente?Dibuje la característica del zener en directa

Regulación de voltaje con zenerEl siguiente zener regulará voltaje para utilizarse como referencia, es decir la corriente IL serácero, calcule una resistencia adecuada para este circuito, arme el circuito



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Mida el voltaje a través de la resistencia ______________ y a través dedel zener ___________Mida la corriente del circuito y compare con la calculada____________

Para el ZENER de 12 v. Anote los siguientes datos:Pot max. :______________________

Calcule la corriente max. ( I max ) :_________________

Para el siguiente circuito reguladorCalcule IL ____________Calcule la resistencia Rlim.Del circuitoCual es la corriente que pasa por el zener: _______Cual es la corriente que pasa por Rlim:__________

Arme el circuito, pida revisiónColoque la resistencia calculada,y mida el voltaje en laRlim. ___________________

Mida el voltaje en RL :________________Mida la corriente que pasa por el zener: _______Mida la corriente que pasa por RL: _______Mida la corriente que pasa por Rlim:__________Calcule el voltaje minimo de regulación _______________Calcule el voltaje máximo de regulación______________

Si el voltaje de entrada es 20 voltiosCalcule la corriente que pasa por el zener: _______Calcule la corriente que pasa por Rlim:__________Calcule el voltaje en Rlim.___________Aplique 20 voltios al circuito y compruebeMida el voltaje en RL :________________Mida la corriente que pasa por el zener: _______Mida la corriente que pasa por Rlim:__________Observe que si aumentamos el voltaje aplicado aumenta la corriente a través del zener pero elvoltaje zener permanece constante así como también la corriente a través de la carga.



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Apague el circuito y conecte ahora el tranformador como se muestra . pida revisiónDibuje y mida la forma de onda que aparece a través del zener y explique en que instantes eldiodo se encuentra polarizado en directa y polarizado en reversa. (Indique el voltaje máximo)

Mida el voltaje promedio de esta onda _____________Modifique el circuito y agregue el puente rectificador

Observe y dibuje la forma de onda en el zener (Indique el voltaje máximo)Mida el voltaje promedio ____________

Limitador de voltajesPara formar un limitador de amplitud de voltajes AC ( este circuito es bastante utilizado paraproteger de voltajes altos o picos elevados, a circuitos electrónicos). Se colocan dos diodos zener

en oposiciónDibuje la forma de onda a través de los diodos zener y explique la razón de esta forma de onda.



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El transistorDetermine por medio del multimetro en función de prueba de diodos, los terminales del transistor ysu estado

En el siguiente experimento estudiaremos el comportamiento de un transistor en las diferentesregiones de conducción.Transistor significa trans- resistor es decir el transistor se presenta como una resistencia variableentre colector y emisor cuyo valor depende de la corriente de base.Arme el siguiente circuito, pida revisión antes de energizarlo.

Colocando el tester digital para medir ohms, la punta positiva del tester se coloca en el colector yla negativa en el emisor.Ahora, Coloque el potenciometro en el punto A y mida la resistencia entre colector y emisor___________Variando el potenciometro observe la variación de resistenciaPara el potenciómetro al máximo (en el puntoC) anote el valor de resistencia______Complete ahora el circuito



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Coloque el punto central del potenciómetro de 100k en el punto A.Mida V be :___________________

Existe corriente de base ? :___________________________Porque ? :___________________________________

Si ib es cero la corriente de colector será _____________Mida Vce :____________________________

Mida el voltaje a través del foco ( la resistencia de colector)V rc :_____________________

El transistor se encuentra conduciendo ?______________________________En que estado o region se encuentra el transistor :-_________________________

La potencia consumida por el transistor es :Pot : ic x Vce :___________________

Gradualmente mueva el cursor del potenciómetro y observe que la corriente de colector aumentaproporcionalmente a los aumentos de la corriente de base,Ajuste el potenciómetro de manera que V ce = 6 voltios . mida el voltaje en el foco y tendrátambién 6 voltios V rc:___________

V ce :_____________________Mida ic:___________________

Calcule la potencia disipada por el transistor:___________________Ahora mida Vbe :______________________Apague el circuito . y pase el mA para medir la corriente de base

Pida revisiónEncienda el circuito y mida ib :_______________La ganancia de corriente en este punto será :

h FE = i c / ib :____________________En esta condición en la que a un aumento de corriente de base ,existe un aumento en la corrientede colector se le denomina : región :_____________________( de corte , activa , de saturación )Explique :_____________________________________________________________________________________________________________________



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Ahora coloque el potenciómetro en el punto C, para la max. corriente de baseAnote esta corriente de base

ib:_________________mida Vbe:__________________

Mida V ce:___________________

Mida Vrc :__________________

Apague la fuente y pase el medidor de mA hacia el colector para medir la corrienteIc :__________________

Calcule la potencia disipada por el focoPot:________________

Calcule la potencia disipada por el transistor :________________En cual condición o región disipa mayor potencia el transistor ? ___________________________

Traduzca la siguiente informaciónZener Diode

Refer to the characteristic curve of a typical rectifier(diode) in the figure below. The forwardcharacteristic of the curve we have previously described for the rectifier diode. It is the reversecharacteristics we will discuss here.

Notice that as the reverse voltage is increased the leakage current remains essentially constantuntil the breakdown voltage is reached where the current increases dramatically. This breakdownvoltage is the zener voltage for zener diodes. While for the conventional rectifier or diode it isimperative to operate below this voltage; the zener diode is intended to operate at that voltage, andso finds its greatest application as a voltage regulator.The basic parameters of a zener diode are:(a) Obviously, the zener voltage must be specified. The most common range of zener voltage is 3.3volts to 75 volts, however voltages out of this range are available.

(b) A tolerance of the specified voltage must be stated. While the most popular tolerances are 5%and 10%, more precision tolerances as low as 0.05 % are available . A test current (Iz) must bespecified with the voltage and tolerance.c) The power handling capability must be specified for the zener diode. Popular power ranges are:1/4, 1/2, 1 , 5, 10, and 50 Watt



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PRACTICA No 3EL TRANSISTOR COMO INTERRUPTOR

OBJETIVOS: Explicar la operación del transistor como un interruptor para encender o apagar cargas Distinguir los modos de corte y saturacion del transistor. Calcular las diversas tensiones, resistencias, corrientes y potencia de los circuitos con

transistores como interruptor.

EQUIPO: Transistor 123 ap. (2n2222 o equiv.) Transistor nte 152 (d313) Transistor nte 129 Fuente dc. Multimetro digital Amperimetro Breadboard

Diodo 1n4006 Led , 1 foco 6v. , 1 relevador

12vdc. Resistor 820 ohms Resistor 33k ohms Resistor 220 k y 22kohms Resistor 18 k

TEORÍA BÁSICA:El transistor es muy utilizado en el control industrial en las regiones de corte y saturación ya que encorte se comporta como un interruptor abierto porque ib es cero y por tanto ic es cero. Ensaturación el transistor se comporta como un interruptor cerrado y conduce la máxima corriente decolector impuesta por el circuito externo.En esta condición el voltaje entre colector y emisor es prácticamente cero, así el transistor nodisipa gran potencia cuando se encuentra conduciendo esta máxima corriente y por lo tanto eltransistor es un amplificador de corriente o un relevador sin desgaste de contactos.

PROCEDIMIENTO.Analice el siguiente circuito.Arme el circuito. Y pida revisión antes de energizarlo.



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Según su análisis. Explique si el led encenderá cuando el punto S esta conectado al punto H o alpunto L. Pruebe el circuito y explique que sucede._____________________________________________________________________________________________________________________________mida V ce cuando el led esta apagado

Vce :________________Mida vbe :___________________

El transistor esta en estado :__________________ ( corte , saturación )Calcule la corriente de base _________________Calcule la corriente de colector ________________

Ahora mida vce cuando el led enciende Vce:_________________El transistor se encuentra en estado de ________________ (corte , saturación )

Ahora arme el siguiente circuito

Pida revisión antes de encender la fuentePara esta conexión el led encenderá si el punto S esta conectado al punto H.O cuando se conecta el punto S al punto L _______________________

Calcule i c:________________ recuerde conectar el mA en serie

Como podría calcular ie :__________________

Cuando el led enciende mida Vce :____________________

Mida Vbe :_____________________

Mida V led :___________________



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Cuando el led enciende, el transistor se encuentra en estado de :_____________ (corte ,saturación)Ahora conecte el punto S con el punto L y mida Vce :_________________El transistor se encuentra en :_____________ (corte ,saturación)¿Porque no obtenemos en Vce los 12 v. de la fuente ? ________________________

¿Como calcularía Ud. la corriente de base de este circuito ?_______________________________Desconecte el circuitoArme el siguiente circuito en el que utilizaremos un transistor pnp

Pida revisión antes de energizar el circuitoConecte el punto S con el punto HEnciende el led ? :__________________________Mida vbe :___________________________Mida Vce :___________________En este caso existirá una corriente de base ?______________________explique:______________________________________

En esta condición la corriente de colector deberá ser ceroEl estado del transistor esta en :_________________ ( corte ,saturación )Ahora conecte el punto S con el punto LEnciende el Led ?:___________________Mida Vbe :____________ observe la polaridadDibuje sobre el diagrama el sentido de circulación de la corriente de base

Mida Vce: ______________________observe la polaridadMida el voltaje del Led : ________________________________Sobre el diagrama dibuje el sentido de circulación de la corriente de colectorEl transistor se encuentra en el estado de :______________(corte ,saturación )



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Apague el circuito y arme el siguiente circuito en que los transistores se encuentran en uno de losdos estados (corte - saturacion )

Pida revision antes de energizar el circuitoPara la posición de la resistencia 220k en A como se muestra en la figura.Para el transistor Q 1

Mida Vbe :__________________Mida Vce :__________________

El transistor Q1 se encuentra en estado de :______________( corte – saturación )Para el transistor Q 2

Mida Vbe :__________________Mida Vce :__________________

El transistor Q2 se encuentra en estado de :______________( corte – saturación )Ahora coloque la resistencia de base de 220k al punto BPara el transistor Q 1

Mida Vbe :__________________Mida Vce :__________________

El transistor Q1 se encuentra en estado de :______________( corte – saturación )Para el transistor Q 2

Mida Vbe :__________________Mida Vce :__________________

El transistor Q2 se encuentra en estado de :______________( corte – saturación )Analice el circuito anteriorDesarme el circuito anteriorAhora observe el relay e identifique los terminales



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Identifique los terminales de la bobina así como los contactos .El voltaje de trabajo de la bobina es :_________________Mida la resistencia de la bobina R :______________Calcule la corriente de la bobina i bobina = voltaje bobina / resistencia bobina

i bobina = _________________

Ahora compruebe la corriente de la bobina con el amperimetro , pida revisión antes de energizar elcircuito

UTILICE EL RANGO DE 250 MA ANTES DE ENERGIZARMida la corriente de la bobina y compare con la calculada anteriormente

Corriente de bobina :___________I

Ahora conecte el circuito mostrado



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En cual posición saturara el transistor ?Conectando S con el punto L, o con el punto H ? _____________________Para que se utiliza el diodo en paralelo a la bobina? ___________________________Calculemos la resistencia de baseLa corriente de colector que tendríamos será :__________________Ahora calcule la corriente de base necesaria para saturar el transistor

I b necesaria = ic / hfe = _______________________Use el hfe del transistor D313Es necesario aumentar la corriente de base en un factor de 1.5 , así tenemos que la corrienteque vamos a utilizar será ib = 1.5 x ib necesaria

Ib = __________________

Ahora encontramos la rb de la malla del circuito de base

Rb = ( Vcc – Vbe) / ib = ___________________

Use una resistencia ( de las proporcionadas) próxima a este valorPida revisión de estos cálculos y de la resistencia que va a utilizar, conecte el circuito y pruébelo.Con esta resistencia cual será el verdadero valor de la corriente de base?________________________________________Mida la corriente de base :_____________________Mida vbe :____________________Mida la corriente de colector ic :__________potencia en transistor:_________Mida Vce :______________________Mida voltaje en la bobina :____________________Arme el circuito inversor TTL



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Antes de energizar el circuito pida revisión

Dejar flotante o sin conexión el punto S o emisor de Q1Analice el circuito ¿ cual es el estado (corte o saturación) de cada transisitorMida el voltaje del emisor flotante de Q1 _________Mida el voltaje de colector de Q1_________________Mida el voltaje en la resistencia de 4k ___________Si dividimos este voltaje por la resistencia obtenemos la corriente de base de Q1 y Q2___________________ compare con la corriente teórica

Mida el voltaje colector emisor de Q2 _______________¿Cuál será la corriente de colector de este transistor?Mida el voltaje colector emisor de Q3__________________Mida el voltaje en la R de 330 ohm ________________Divida el voltaje de esta R por su valor y obtenemos la corriente de colector deQ3____________________Ahora coloque el punto S en H y observe¿ continua el led encendido?Ahora coloque el punto S a L (o tierra)¿ continua el led encendido?Desconecte el LEDCual es el estado de cada transistorMida el voltaje base emisor de Q1 _____________________Cual sera la corriente de base _______________________Mida el voltaje colector emisor de Q2_________________Mida el voltaje colector emisor de Q3 / Vo : _____________________Este circuito es el inversor de los circuitos digitales y la base de toda la familia TTLInvestique como formar la compuerta AND a partir de este circuito



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Escriba las conclusiones del comportamiento de la entrada y salida de este circuito con respecto alos voltajes y corrientesHaga un resumen de la operación del transistor como interruptor e investigue aplicaciones encontrol electrónico

Traduzca la siguiente informaciónThe transistor acting as a two-position switchElectronic circuits are physical systems that lend themselves well to the representation of binarynumbers. Transistors, when operated at their bias limits, may be in one of two different states:either cutoff (no controlled current) or saturation (maximum controlled current). If a transistor circuitis designed to maximize the probability of falling into either one of these states (and not operating inthe linear, or active, mode), it can serve as a physical representation of a binary bit. A voltage signalmeasured at the output of such a circuit may also serve as a representation of a single bit, a lowvoltage representing a binary "0" and a (relatively) high voltage representing a binary "1." Note thefollowing transistor circuit:

In this circuit, the transistor is in a state of saturation by virtue of the applied input voltage (5 volts)through the two-position switch. Because it's saturated, the transistor drops very little voltagebetween collector and emitter, resulting in an output voltage of (practically) 0 volts. If we were usingthis circuit to represent binary bits, we would say that the input signal is a binary "1" and that theoutput signal is a binary "0." Any voltage close to full supply voltage (measured in reference toground, of course) is considered a "1" and a lack of voltage is considered a "0." Alternative terms forthese voltage levels are high (same as a binary "1") and low (same as a binary "0"). A general termfor the representation of a binary bit by a circuit voltage is logic level.Moving the switch to the other position, we apply a binary "0" to the input and receive a binary "1" atthe output:



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What we've created here with a single transistor is a circuit generally known as a logic gate, orsimply gate. A gate is a special type of amplifier circuit designed to accept and generate voltagesignals corresponding to binary 1's and 0's. As such, gates are not intended to be used foramplifying analog signals (voltage signals between 0 and full voltage). Used together, multiplegates may be applied to the task of binary number storage (memory circuits) or manipulation(computing circuits), each gate's output representing one bit of a multi-bit binary number. Just howthis is done is a subject for a later chapter. Right now it is important to focus on the operation ofindividual gates.Bipolar transistors work as current-controlled current regulators. In other words, they restrict theamount of current that can go through them according to a smaller, controlling current. The maincurrent that is controlled goes from collector to emitter, or from emitter to collector, depending onthe type of transistor it is (PNP or NPN, respectively). The small current that controls the maincurrent goes from base to emitter, or from emitter to base, once again depending on the type oftransistor it is (PNP or NPN, respectively).

Bipolar transistors are called bipolar because the main flow of electrons through them takes place intwo types of semiconductor material: P and N, as the main current goes from emitter to collector (or



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visa-versa). In other words, two types of charge carriers -- electrons and holes -- comprise this maincurrent through the transistor.As you can see, the controlling current and the controlled current always mesh together through theemitter wire, and their electrons always flow against the direction of the transistor's arrow. This isthe first and foremost rule in the use of transistors: all currents must be going in the properdirections for the device to work as a current regulator. The small, controlling current is usuallyreferred to simply as the base current because it is the only current that goes through the base wireof the transistor. Conversely, the large, controlled current is referred to as the collector currentbecause it is the only current that goes through the collector wire. The emitter current is the sum ofthe base and collector currents, in compliance with Kirchhoff's Current Law.If there is no current through the base of the transistor, it shuts off like an open switch and preventscurrent through the collector. If there is a base current, then the transistor turns on like a closedswitch and allows a proportional amount of current through the collector. Collector current isprimarily limited by the base current, regardless of the amount of voltage available to push it. Thenext section will explore in more detail the use of bipolar transistors as switching elements.REVIEW:Bipolar transistors are so named because the controlled current must go through two types ofsemiconductor material: P and N. The current consists of both electron and hole flow, in differentparts of the transistor.Bipolar transistors consist of either a P-N-P or an N-P-N semiconductor "sandwich" structure.The three leads of a bipolar transistor are called the Emitter, Base, and Collector.



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PRACTICA No. 4El MOSFET DE POTENCIA.

OBJETIVOS: Comprobar el estado de un transistor mosfet de potencia. Obtener la grafica de ids en funcion de vgs. Realizar y verificar circuitos de control de potencia con transistores mosfet utilizando pwm

EQUIPO: TRANSISTOR MOSFET IRF530. FUENTE DC. MULTIMETRO DIGITAL AMPERIMETRO BREADBOARD 1 RESISTOR 150 K OHMS 1 FOCO 12 V

TEORIA BASICA:MOSFET significa Transistor de Efecto de Campo de semiconductor y metal- oxidoEstos transistores a diferencia de los transistores bipolares son controlados por voltaje y no porcorriente. Esto los hace útiles en los convertidores de voltaje de DC a AC. Ya que son máseficientes que el transistor bipolar ya que no se gasta energía (corriente de control) en el circuito decontrol. Esto permite a su vez, una mayor facilidad en el diseño de los circuitos de control. Inclusola salida misma de los operacionales puede utilizarse para maneja la compuerta de estostransistores.El análisis de un circuito; Cuando se excita con una tensión VGS(ON) = 10 V, un MOSFET depotencia tiene una resistencia pequeña RDS entre D y S. y actúa como una pequeña resistencia ointerruptor cerrado manejando altas corrientes entre D y S.Una característica típica de los dispositivos MOSFET(metal oxide semiconductor field effecttransistor) es tener un diodo parásito paralelo entre drenador/fuenteQuizás, el pequeño inconveniente de estos dispositivos es que son sensibles a la electricidadestática que los destruye fácilmente. Pero una alta resistencia de 100K o mas entre compuerta ysource disminuye este riesgo y no afecta la operación del dispositivo.

Carencia de escape térmicoComo se sabe, los transistores bipolares se pueden destruir a causa del escape o acumulaciontermico. El problema con estos transistores es que cuando la temperatura intema se incrementa lacorriente de colector, forzando un aumento de la temperatura. Pero una temperatura mayoraumenta Ic. Si no se coloca un disipador apropiado, el transistor bipolar entra en escape termico yse destruye.Una ventaja importante de los MOSFET de potencia sobre los transistoresbipolares es la carencia de escape térmico. Los FET de potencia son inherentemente estables conla temperatura y no pueden producir escape térmico.Mosfet de potencia en paralelo



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Los transistores bipolares no se pueden conectar en paralelo porque sus caídas vbe no se parecenlo suficiente. Si se intentan conectar en paralelo ocurre un efecto de acaparamiento de corriente.Esto significa que el transistor con menor Vbe se lleva mas corriente de colector que los otros,Los FET de potencia en paralelo no sufren este problema. Si uno de los FET trata de acaparar lacorriente, su temperatura interna aumentara. Esto incrementa su Rds(o) lo que reduce su corrientede drenador. El efecto global es que todos los FET de potencia tienen la misma corriente dedrenador.Desconexión mas rápidaComo se menciono anteriormente, los portadores minoritarios de los transistores bipolares sealmacenan en la zona de unión durante la polarizaci6n directa. Cuando se trata de poner en corteun transistor bipolar,, las cargas almacenadas circulan durante un rato, impidiendo así unadesconexión rápida. Como un FET de potencia no tiene portadores minoritarios, puededesconectar una gran corriente mas rápido que un transistor bipolar. Típicamente, un MOSFET depotencia puede desconectar amperios de corriente endécimas de nanosegundo. Esto es, 10 a 100 veces mas rápido que un transistor bipolarcomparable.

PROCEDIMIENTO.Utilizando el manual de sustitución encuentre el transistor equivalenteAnote la descripción y aplicación de este transistorTipo de canal _____________Velocidad ___________________

Anote todos los datos que aparecen en la hoja de datosTrate con cuidado el mosfet recuerde que es sensible a la estáticaIdentifique los terminales



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Que significado tiene VGS

Que significado tiene BVGSAhora mida resistencia entre los diferentes terminales del MOSFET

R entre D y S _________________ invierta las puntas del ohmetro y repitaR entre D y S _________________ ¿tiene este MOSFET un diodo entre D y S?

R entre G y S _________________ invierta las puntas del ohmetro y repitaR entre G y S _________________¿tiene este MOSFET un capacitor G y S?

Existe un diodo entre D y S compruebe? ______________

Compruebe el circuito siguiente

Mida la resistencia entre D y S cuando la fuente esta a cero voltios R________Incremente gradualmente el voltaje de la fuente y observe que sucede a la resistencia,Anote sus observaciones y el voltaje de cambio _______________Para 6 voltios cual es el valor de la resistencia ________________Ahora, arme el circuito mostrado



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Ajuste la fuente VG a cero voltioscual es la corriente IDS______________mida el voltaje VDS _________________el mosfet se encuentra en corte o saturación___________________gradualmente en pasos de 1 voltio incremente el voltaje VGS y registre la corriente IDS y VDS

VGS IDS VDS

Observe que sucede con el focodibuje una grafica IDS - VGSCurva IDS VGS

¿Para cual voltaje comienza el mosfet a conducir? Este es denominado VTH o treshold Voltaje____________para VGS = 10 V mida el voltaje VDS ___________________mida la corriente Ids _____________________calcule la resistencia Rds = VDS / Ids ____________________Cual es la condición del mosfet corte o saturación _______________Mida el voltaje en el foco ___________________Calcule la potencia disipada por el foco _________________Con VDS e Ids calcule la potencia disipada por el MOSFET ______________Utilice un oscilador con 555 y acople la salida del oscilador al mosfet



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Observe y dibuje detalladamente la forma de onda de la salida del 555 cuando varia elpotenciometro .

Mida la frecuencia _____________ ¿es este control pwm? ¿Varia la frecuencia al variar el anchodel pulso?Ajuste el potenciometro de manera que el tiempo de conducción sea igual al tiempode no conducción. Y mida el voltaje promedio o DC en el foco.Cambie el foco por el motor como se muestra

Escriba cuales son las principales diferencias del mosfet comparado con el transistor bipolarAnalice el diagrama mostrado de un probador de mosfet



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Traduzca el siguiente resumenA short MOSFET primerMOSFETs is an abbreviation for Metal Oxide Field Effect Transistors. They are transconductancedevices which is a fancy way of saying that a voltage on the input (gate-source) causes a current toflow on the output (drain-source). They have a very high input impedance in the 10s of mega ohmswhich is very desirable. The high input impedance means that there is very little power required toturn a MOSFET on.

MOSFETs have a threshold voltage that must be reached in order to turn them on. It is calledVgs(TH). Usually somewhere around 4.5V to 7V depending on the MOSFET. Unfortunately, thehigh input impedance causes static problems and other handling problems.

IRF530 TO-220AB

14A, 100V, 0.160 Ohm, N-Channel Power MOSFETs

These are N-Channel enhancement mode silicon gate power field effect transistors. They areadvanced power MOSFETs designed, tested, and guaranteed to withstand a specified level ofenergy in the breakdown avalanche mode of operation. All of these power MOSFETs are designedfor applications such as switching regulators, switching convertors, motor drivers, relay drivers, anddrivers for high power bipolar switching transistors requiring high speed and low gate drive power.These types can be operated directly from integrated circuits.



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PRACTICA No 5EL SCR

OBJETIVOS: Comprobar el estado de un scr utilizando un ohmetro Identificar los terminales del scr, Comprobar la operación basica del scr Medir la corriente de retencion Realizar la prueba operacional de un scr en un circuito

MATERIALES Y EQUIPO:1 SCR NTE 54651 OSCILOSCOPIO1 VOM. ANALOGICO1 FOCO 12V.1 POTENCIOMETRO 10 K resistencias 820ohm, 220ohm y 1.5k1 TRANSFORMADOR 12V.1 DIODO

INTRODUCCIÓN.Los tres terminales de un rectificador controlado de silicio son: ánodo, cátodo y compuerta. El SCRes un interruptor semiconductor que cuando se enciende permite que circule corriente a través deél en una sola dirección mediante la aplicación de voltaje polarizado de ánodo a cátodo.Se requiere un valor mínimo de corriente de ánodo que se conoce como corriente de retenciónpara mantener al SCR en conducción. Normalmente el SCR se dispara por medio de un voltajepositivo aplicado a la compuerta y se apaga reduciendo el voltaje de ánodo a cátodo por debajo delvalor requerido para mantener la corriente de retención.

PROCEDIMIENTOIdentifique el numero del SCR y observe los terminales A K G indique cual scr es de tiposensible.Dibuje el encapsulado con sus terminales

Anote los valores máximos de voltajes y corrientes

Mida la resistencia entre A y K. escala RX 10k o digitalREGLA: Esta resistencia debe ser elevadaR: _____________________________

Invierta las puntas del ohmetro para comprobar la resistencia entre K y AR.-_________________________

Esta resistencia debe ser elevada



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Mida la resistencia entre G y K ____________________Invierta la polaridad del ohmetro y mida nuevamente _______________________

¿Existirá una unión entre G y K ?___________________________

¿Existirá una resistencia entre G y K ?___________________________

La prueba del ohmetro solamente nos indica que el SCR no presenta una falla de cortocircuito yexiste una alta probabilidad de que el SCR se encuentra en buen estado si todavía se quiereasegurar del funcionamiento se procede a la siguiente prueba

Prueba funcional para SCR media potenciaAhora arme el siguiente circuito para comprobar el estado de un scr de media potencia. Utilice elSCR NTE5465 en los siguientes circuitos

NOTA: EL SCR y el Amperímetro se destruirá si conecta la compuerta directamente a lafuenteColoque el amperímetro en el rango de 50 mA(sin disparar el SCR)Mida el voltaje dc entre A y K

VDC ________________________Mida también el voltaje en la resistencia V resistencia :________________

Existe corriente en el circuito? I : __________________

Momentáneamente haga un cortocircuito o puente entre A y G. (no dejar este puentepermanentemente)

Y mida el voltaje entre A y K V AK :______________________

Mida el voltaje entre los terminales de la resistenciaV resistencia: ____________________

Anote el valor de la corriente _________________________

El experimento anterior se utiliza para probar la operación de los SCR de media potencia



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PREGUNTASExplique que ha ocurrido con el scr

Explique que ocurre con la corriente antes y después del corto entre A y G___________________________________________________________

Para un SCR de mayor potencia se puede elevar el voltaje de la fuente a 12 V.

Ahora arme el siguiente circuito. Pida revisión antes de energizar

Variando gradualmente el voltaje de la fuente aplicado a la compuerta observe que la corriente decompuerta también aumenta correspondientemente al aumento del voltaje.Aumente el voltaje hasta que encienda el foco.Anote el valor necesario de corriente de compuerta Ig:_________________

También observe que una vez encendido el foco podemos eliminar la fuente variable y el fococontinúa encendido indicando que el SCR se queda en conducción.

Si no pudo observar esta corriente, reduzca el voltaje a cero y apague la fuente y repita el procesode aumentar el voltaje hasta observar la corriente necesaria para disparar el SCR.Esta corriente se denomina corriente de disparo igt

Cuatro formas de desactivar un SCR en conducción:Comprobar

1 cortocircuitar entre A y K (una vez activado el SCR y sin excitación de compuerta,momentáneamente haga un puente entre A y K)

Eliminar súbitamente la corriente de ánodo (desconecte un elemento en el circuito de ánodo)

reducir gradualmente la corriente ánodo cátodo (reduzca gradualmente el voltaje de ánodo 12v.Aplicar un voltaje inversso entre A y K. Cargar un capacitor de 10uF al voltaje de 12v y una vezcargado, aplicarlo con polaridad opuesta entre A y K)



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Que sucede con el foco en cada caso?Que sucede con el SCR en cada caso?Ahora traslade el amperímetro hacia el circuito de ánodo (en serie)Y active el circuito aplicando corriente de compuertaMida la corriente y compare con la calculadaI ánodo:______________

Una vez activado el SCR, elimine la excitación de la compuerta y disminuya gradualmente lacorriente de ánodo por disminución del voltaje de 12 v.Observe cuidadosamente que el SCR deja de conducir a cierta corriente pequeña de ánodo y estaes la corriente de sostenimiento, puede repetir la operación hasta determinar esta corriente.Ihold_______________

Control de potenciaSustituyendo la fuente de 12 v DC. Por el transformador de 12 v. Obtenemos el circuito siguientePida revisión

Cierre el interruptor S y observe que sucede con el focoObserve la forma de onda en el foco y dibuje. ¿Es similar a la rectificación de un diodo normal ?Explique

Calcule la corriente de compuerta que esta inyectando a la compuertaIg:_________________

Abra el interruptor S y observe que sucede al focoExplique porque se apaga y no permanece encendido .

Ahora observemos la regulación de potencia en ac por medio del SCRConecte el circuito mostrado



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Con S1 abierto encienden el foco ? _________

Observe que el SCR bloquea el paso de corriente en ambos semiciclos y no existe una corriente através del circuito si no existe una corriente de compuerta. Observe y dibuje la forma de onda en elfoco y en VAKCierre el interruptor S1 y mueva el potenciometro hasta que encienda el foco.Deje el interruptor en una posición intermedia de la intensidad de luz y ahora observe con elosciloscopio la forma de onda entre ánodo y cátodo

Y dibuje detalladamente esta forma de onda indicando en cuales partes del semiciclo conduce elSCR y en cuales bloquea el paso de la corriente.

Observe la forma de onda en el foco que en este caso representan la carga a controlar, dibuje estaforma de onda indicando donde el SCR entra a conducción y donde se encuentra sin conducir

Explique ¿por qué no dispara después de los 90 grados?

Coloque un capacitor de 10 uF entre G y K y observe que sucede al angulo de disparoSi sumamos las dos formas de onda, obtenemos la forma de onda senoidal original deltransformador



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Si el disparo se hace a 90 grados, calcule el voltaje promedio en el foco ______Compruebe midiendo con el voltímetro en DC __________

Para que se utilizará el diodo en la compuerta?Anote el V max de la onda senoidal ________Utilizando el valor de corriente de compuerta calcule el valor de R que dispare el SCR a un ángulode 50 grados y compruebe ajustando el potenciometro y observe la forma de onda

Si la resistencia esta ajustada a 1.5k. calcule el ángulo de disparoComo podemos regular la potencia entregada a la carga?Para el siguiente circuito

Dibuje el sentido de la corriente en cada semicicloCalcule el voltaje promedio aplicado al foco si el SCR es disparado a 0 grados (máximaconducción) __________________Calcule el voltaje RMS __________________

Calcule el voltaje promedio en aplicado al foco si el SCR es disparado a 90 grados__________________Arme el circuito Pida revisiónColoque el potenciometro para máxima iluminaciónObserve y dibuje la forma de onda en la carga o foco

Mida el voltaje promedio y compare con el calculadoObserve y dibuje la forma de onda en VAK del SCR



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Ajuste el pot para el disparo a 90 grado dibuje voltaje en RL y VAK

Mida el voltaje promedio en RL ____________Ahora modifique el circuito para un control de velocidad de un motor DC.Este control se denomina control de fase

Observe la forma de onda en el motor, explique porque no es similar a la del focoMida el voltaje a mínima velocidad _________Mida el voltaje a máxima velocidad _________Arme el siguiente circuito, pida revisión

Antes de encender el interruptor S observe la forma de onda en RL

Observe la forma de onda en los puntos A y B



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Explique porque se obtienen estas ondasCierre el interruptor observe la forma de onda en RLObserve la forma de onda en los puntos A y B

Dibuje el sentido de las corrientes en cada semiciclo indicando los diodos y SCR que conducen.Cambie la resistencia por el potenciometro de 10 K y observe la variación de voltaje. Con cualaparato mediría el voltaje en RL? ____________

Haga un resumen de las características del SCR y traduzca el material de apoyo

The Silicon-Controlled Rectifier (SCR)Shockley diodes are curious devices, but rather limited in application. Their usefulness may beexpanded, however, by equipping them with another means of latching. In doing so, they becometrue amplifying devices (if only in an on/off mode), and we refer to them as silicon-controlledrectifiers, or SCRs.The progression from Shockley diode to SCR is achieved with one small addition, actually nothingmore than a third wire connection to the existing PNPN structure:

If an SCR's gate is left floating (disconnected), it behaves exactly as a Shockley diode. It may belatched by breakover voltage or by exceeding the critical rate of voltage rise between anode andcathode, just as with the Shockley diode. Dropout is accomplished by reducing current until one orboth internal transistors fall into cutoff mode, also like the Shockley diode. However, because thegate terminal connects directly to the base of the lower transistor, it may be used as an alternativemeans to latch the SCR. By applying a small voltage between gate and cathode, the lowertransistor will be forced on by the resulting base current, which will cause the upper transistor toconduct, which then supplies the lower transistor's base with current so that it no longer needs to beactivated by a gate voltage. The necessary gate current to initiate latch-up, of course, will be muchlower than the current through the SCR from cathode to anode, so the SCR does achieve ameasure of amplification.



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This method of securing SCR conduction is called triggering, and it is by far the most common waythat SCRs are latched in actual practice. In fact, SCRs are usually chosen so that their breakovervoltage is far beyond the greatest voltage expected to be experienced from the power source, sothat it can be turned on only by an intentional voltage pulse applied to the gate.It should be mentioned that SCRs may sometimes be turned off by directly shorting their gate andcathode terminals together, or by "reverse-triggering" the gate with a negative voltage (in referenceto the cathode), so that the lower transistor is forced into cutoff. I say this is "sometimes" possiblebecause it involves shunting all of the upper transistor's collector current past the lower transistor'sbase. This current may be substantial, making triggered shut-off of an SCR difficult at best. Avariation of the SCR, called a Gate-Turn-Off thyristor, or GTO, makes this task easier. But even witha GTO, the gate current required to turn it off may be as much as 20% of the anode (load) current!The schematic symbol for a GTO is shown in the following illustration:

SCRs and GTOs share the same equivalent schematics (two transistors connected in a positive-feedback fashion), the only differences being details of construction designed to grant the NPNtransistor a greater β than the PNP. This allows a smaller gate current (forward or reverse) to exerta greater degree of control over conduction from cathode to anode, with the PNP transistor'slatched state being more dependent upon the NPN's than visa-versa. The Gate-Turn-Off thyristor isalso known by the name of Gate-Controlled Switch, or GCS.A rudimentary test of SCR function, or at least terminal identification, may be performed with anohmmeter. Because the internal connection between gate and cathode is a single PN junction, ameter should indicate continuity between these terminals with the red test lead on the gate and theblack test lead on the cathode like this:

All other continuity measurements performed on an SCR will show "open" ("OL" on some digitalmultimeter displays). It must be understood that this test is very crude and does not constitute acomprehensive assessment of the SCR. It is possible for an SCR to give good ohmmeterindications and still be defective. Ultimately, the only way to test an SCR is to subject it to a loadcurrent.If you are using a multimeter with a "diode check" function, the gate-to-cathode junction voltageindication you get may or may not correspond to what's expected of a silicon PN junction



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(approximately 0.7 volts). In some cases, you will read a much lower junction voltage: merehundredths of a volt. This is due to an internal resistor connected between the gate and cathodeincorporated within some SCRs. This resistor is added to make the SCR less susceptible to falsetriggering by spurious voltage spikes, from circuit "noise" or from static electric discharge. In otherwords, having a resistor connected across the gate-cathode junction requires that a strongtriggering signal (substantial current) be applied to latch the SCR. This feature is often found inlarger SCRs, not on small SCRs. Bear in mind that an SCR with an internal resistor connectedbetween gate and cathode will indicate continuity in both directions between those two terminals:

"Normal" SCRs, lacking this internal resistor, are sometimes referred to as sensitive gate SCRs dueto their ability to be triggered by the slightest positive gate signal.The test circuit for an SCR is both practical as a diagnostic tool for checking suspected SCRs andalso an excellent aid to understanding basic SCR operation. A DC voltage source is used forpowering the circuit, and two pushbutton switches are used to latch and unlatch the SCR,respectively:

Actuating the normally-open "on" pushbutton switch connects the gate to the anode, allowingcurrent from the negative terminal of the battery, through the cathode-gate PN junction, through theswitch, through the load resistor, and back to the battery. This gate current should force the SCR tolatch on, allowing current to go directly from cathode to anode without further triggering through thegate. When the "on" pushbutton is released, the load should remain energized.Pushing the normally-closed "off" pushbutton switch breaks the circuit, forcing current through theSCR to halt, thus forcing it to turn off (low-current dropout).If the SCR fails to latch, the problem may be with the load and not the SCR. There is a certainminimum amount of load current required to hold the SCR latched in the "on" state. This minimumcurrent level is called the holding current. A load with too great a resistance value may not drawenough current to keep an SCR latched when gate current ceases, thus giving the false impressionof a bad (unlatchable) SCR in the test circuit. Holding current values for different SCRs should be



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available from the manufacturers. Typical holding current values range from 1 milliamp to 50milliamps or more for larger units.For the test to be fully comprehensive, more than the triggering action needs to be tested. Theforward breakover voltage limit of the SCR could be tested by increasing the DC voltage supply(with no pushbuttons actuated) until the SCR latches all on its own. Beware that a breakover testmay require very high voltage: many power SCRs have breakover voltage ratings of 600 volts ormore! Also, if a pulse voltage generator is available, the critical rate of voltage rise for the SCRcould be tested in the same way: subject it to pulsing supply voltages of different V/time rates withno pushbutton switches actuated and see when it latches.In this simple form, the SCR test circuit could suffice as a start/stop control circuit for a DC motor,lamp, or other practical load:

Another practical use for the SCR in a DC circuit is as a crowbar device for overvoltage protection.A "crowbar" circuit consists of an SCR placed in parallel with the output of a DC power supply, forthe purpose of placing a direct short-circuit on the output of that supply to prevent excessive voltagefrom reaching the load. Damage to the SCR and power supply is prevented by the judiciousplacement of a fuse or substantial series resistance ahead of the SCR to limit short-circuit current:

Some device or circuit sensing the output voltage will be connected to the gate of the SCR, so thatwhen an overvoltage condition occurs, voltage will be applied between the gate and cathode,triggering the SCR and forcing the fuse to blow. The effect will be approximately the same asdropping a solid steel crowbar directly across the output terminals of the power supply, hence thename of the circuit.Most applications of the SCR are for AC power control, despite the fact that SCRs are inherentlyDC (unidirectional) devices. If bidirectional circuit current is required, multiple SCRs may be used,with one or more facing each direction to handle current through both half-cycles of the AC wave.The primary reason SCRs are used at all for AC power control applications is the unique responseof a thyristor to an alternating current. As we saw in the case of the thyratron tube (the electron tubeversion of the SCR) and the DIAC, a hysteretic device triggered on during a portion of an AC half-cycle will latch and remain on throughout the remainder of the half-cycle until the AC currentdecreases to zero, as it must to begin the next half-cycle. Just prior to the zero-crossover point ofthe current waveform, the thyristor will turn off due to insufficient current (this behavior is also



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known as natural commutation) and must be fired again during the next cycle. The result is a circuitcurrent equivalent to a "chopped up" sine wave. For review, here is the graph of a DIAC's responseto an AC voltage whose peak exceeds the breakover voltage of the DIAC:

With the DIAC, that breakover voltage limit was a fixed quantity. With the SCR, we have controlover exactly when the device becomes latched by triggering the gate at any point in time along thewaveform. By connecting a suitable control circuit to the gate of an SCR, we can "chop" the sinewave at any point to allow for time-proportioned power control to a load.Take the following circuit as an example. Here, an SCR is positioned in a circuit to control power toa load from an AC source:

Being a unidirectional (one-way) device, at most we can only deliver half-wave power to the load, inthe half-cycle of AC where the supply voltage polarity is positive on the top and negative on thebottom. However, for demonstrating the basic concept of time-proportional control, this simplecircuit is better than one controlling full-wave power (which would require two SCRs).With no triggering to the gate, and the AC source voltage well below the SCR's breakover voltagerating, the SCR will never turn on. Connecting the SCR gate to the anode through a normalrectifying diode (to prevent reverse current through the gate in the event of the SCR containing abuilt-in gate-cathode resistor), will allow the SCR to be triggered almost immediately at thebeginning of every positive half-cycle:

We can delay the triggering of the SCR, however, by inserting some resistance into the gate circuit,thus increasing the amount of voltage drop required before there is enough gate current to triggerthe SCR. In other words, if we make it harder for electrons to flow through the gate by adding aresistance, the AC voltage will have to reach a higher point in its cycle before there will be enoughgate current to turn the SCR on. The result looks like this:



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With the half-sine wave chopped up to a greater degree by delayed triggering of the SCR, the loadreceives less average power (power is delivered for less time throughout a cycle). By making theseries gate resistor variable, we can make adjustments to the time-proportioned power:

Unfortunately, this control scheme has a significant limitation. In using the AC source waveform forour SCR triggering signal, we limit control to the first half of the waveform's half-cycle. In otherwords, there is no way for us to wait until after the wave's peak to trigger the SCR. This means wecan turn down the power only to the point where the SCR turns on at the very peak of the wave:

Raising the trigger threshold any more will cause the circuit to not trigger at all, since not even thepeak of the AC power voltage will be enough to trigger the SCR. The result will be no power to theload.An ingenious solution to this control dilemma is found in the addition of a phase-shifting capacitor tothe circuit:



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The smaller waveform shown on the graph is voltage across the capacitor. For the sake ofillustrating the phase shift, I'm assuming a condition of maximum control resistance where the SCRis not triggering at all and there is no load current, save for what little current goes through thecontrol resistor and capacitor. This capacitor voltage will be phase-shifted anywhere from 0o to 90o

lagging behind the power source AC waveform. When this phase-shifted voltage reaches a highenough level, the SCR will trigger.Assuming there is periodically enough voltage across the capacitor to trigger the SCR, the resultingload current waveform will look something like this:

Because the capacitor waveform is still rising after the main AC power waveform has reached itspeak, it becomes possible to trigger the SCR at a threshold level beyond that peak, thus choppingthe load current wave further than it was possible with the simpler circuit. In reality, the capacitorvoltage waveform is a bit more complex that what is shown here, its sinusoidal shape distortedevery time the SCR latches on. However, what I'm trying to illustrate here is the delayed triggeringaction gained with the phase-shifting RC network, and so a simplified, undistorted waveform servesthe purpose well.SCRs may also be triggered, or "fired," by more complex circuits. While the circuit previously shownis sufficient for a simple application like a lamp control, large industrial motor controls often rely onmore sophisticated triggering methods. Sometimes, pulse transformers are used to couple atriggering circuit to the gate and cathode of an SCR to provide electrical isolation between thetriggering and power circuits:

When multiple SCRs are used to control power, their cathodes are often not electrically common,making it difficult to connect a single triggering circuit to all SCRs equally. An example of this is thecontrolled bridge rectifier shown here:



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In any bridge rectifier circuit, the rectifying diodes (or in this case, the rectifying SCRs) must conductin opposite pairs. SCR1 and SCR3 must be fired simultaneously, and likewise SCR2 and SCR4 mustbe fired together as a pair. As you will notice, though, these pairs of SCRs do not share the samecathode connections, meaning that it would not work to simply parallel their respective gateconnections and connect a single voltage source to trigger both:

Although the triggering voltage source shown will trigger SCR4, it will not trigger SCR2 properlybecause the two thyristors do not share a common cathode connection to reference that triggeringvoltage. Pulse transformers connecting the two thyristor gates to a common triggering voltagesource will work, however:

Bear in mind that this circuit only shows the gate connections for two out of the four SCRs. Pulsetransformers and triggering sources for SCR1 and SCR3, as well as the details of the pulse sourcesthemselves, have been omitted for the sake of simplicity.Controlled bridge rectifiers are not limited to single-phase designs. In most industrial controlsystems, AC power is available in three-phase form for maximum efficiency, and solid-state controlcircuits are built to take advantage of that. A three-phase controlled rectifier circuit built with SCRs,without pulse transformers or triggering circuitry shown, would look like this:



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PRACTICA No 6EL UJT Y SCR

OBJETIVOS: Explicar la operación de un ujt como dispositivo de disparo. Observar las formas de onda en los dispositivos Utilizar un circuito de disparo con el scr. Y ujt. Realizar la prueba operacional de un scr en un circuito De control de potencia

MATERIALES Y EQUIPO:- 1 SCR- 1 OSCILOSCOPIO- 1 MULTIMETRO- 2 FOCOS 60W.- 1 POTENCIOMETRO 500 K- 1 UJT.- 7 DIODOS- 4 RESISTORES- 2 TRANSISTORES NPN Y PNP

INTRODUCCIÓNSe denominan tiristores a la familia de los elementos que al ser disparados por un pulso se quedanconduciendo en una situación de enganche llamada acción regenerativa. En esta practica analizaraun circuito con dos transistores que por su conexión se comportan como un elemento tiristor, estecircuito es ampliamente utilizado para generación de onda de diente de sierra y para disparar losSCR o TRIACS.El ujt es uno de los dispositivos mas utilizados para el disparo de los tiristores de potencia ya quepermite realizar el disparo de estos en una forma mas controlada es decir podemos disparar loscircuitos de potencia con ángulos hasta los 180 grados, otras aplicaciones que podemos encontrarde los ujt es como circuitos generadores de ondas o circuitos generadores de pulsos o señales dediente de sierra para otros circuitos incluso digitales.

El SCR es un dispositivo de la familia de los tiristores, muy versátil y de alta corriente que puedecontrolar la potencia entregada a cargas que utilizan alimentación AC (calentadores, iluminación),.Motores o procesos de niquelado de metales.

En esta practica trabajara con voltajes de 110 V . Siempre USE FUSIBLE DE 2 A . Tomelas medidas de seguridad, No arme los circuitos con la energía aplicada y pida revisión delcircuito

PROCEDIMIENTOCARGA Y DESCARGA DE CAPACITORESCompruebe el valor del capacitor ________________Mida la resistencia de 330 K _________________En el circuito de carga del capacitor



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Calcule con los valores reales medidos la constante de tiempo del circuitoAproximadamente en que tiempo estará cargado el capacitor? ________Arme el circuito y mida el voltaje en el capacitor cada 10 seg. Anotando el voltajeDibuje la grafica de la carga

El tiempo de carga del capacitor es directamente proporcional a __________ y_________________

Compruebe los transistores suministrados e identifique tipo y terminales

Arme el siguiente circuito y pida revisión antes de energizarCalcule el voltaje en R2 _____________

Después de encender el circuito observe y dibuje detalladamente la forma de onda en el capacitorMida la frecuencia minima y máxima _______________De que depende la frecuencia _______________________Al aumentar la resistencia del potenciometro la frecuencia aumenta o disminuye?Al aumentar el valor del capacitor la frecuencia aumenta o disminuye?Observe y dibuje detalladamente la forma de onda en la R de 100 ohm.



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Observe y dibuje detalladamente la forma de onda en la union de R1 y R2.

Explique como funciona el circuito

Que relación tiene el voltaje en R2 con el voltaje pico alcanzado por el capacitor?Cambie R2 por una R de 8.2 K calcule el voltaje en R2 _________Observe que sucede al voltaje pico del capacitor

UJTObserve y dibuje la posición de los terminales del UJT

Anote los parámetros eléctricos del UJT que proporciona el manual

Mida la resistencia entre B2 y B1. Escala RX 10k o digital

R:_____________________________

Invierta las puntas para comprobar entre B1 y B2R.-_________________________

Mida la resistencia entre EMISOR y B1 o en función de diodo del multimetro digital____________________Invierta la polaridad y mida nuevamente _______________________

Compare estas mediciones ________________________Invierta la polaridad del ohmetro y mida _____________________

¿ Existirá una unión entre Emisor y B1 ?___________________________Conecte ahora el oscilador mostrado



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Mida el voltaje entre B2 y B! :________________

Observe y dibuje la forma de onda en el capacitor de 0.1uFAnote el voltaje pico :___________________________Alcanza esta forma de onda el eje de referencia cero voltios ? ___________________

Mida y anote el periodo de esta onda y su frecuencia :______________________________________________compare con el valor teórico si establece una frecuenciadada y mida la resistencia

Observe y dibuje la forma de onda en el terminal B2 indique la amplitud y sus niveles dc.

Observe la forma de onda en el terminal de B1 indique el nivel máximo y mínimo dibuje esta formade onda

Sustituya el capacitor de 0.1 por uno de 1uF y coloque un led en serie con la resistencia de 100ohm y obsérve .

Arme el siguiente circuito en el que un UJT envia pulsos a un SCR para controlar la potencia a unacarga PRECAUCION: ESTE CIRCUITO OPERA CON VOLTAJES DE LINEA USE FUSIBLE DE2 AMP. Y OSCILOSCOPIO AISLADO



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Ajuste el potenciometro a una posición intermedia de intensidad y con el osciloscopio observe ydibuje la forma de onda en la salida del puente rectificador

Ahora observe y dibuje la forma de onda en la carga

Observe y dibuje la forma de onda a través del zenerDibuje la forma de onda a través del capacitor

Explique la operación del circuitoAjuste el pot a max. Intensidad, calcule el voltaje promedio en el foco ________Mida y compruebe este valor _________________Cual sera el valor RMS del voltaje entregado al foco _______________

Agregue el puente al circuito anteriorArme el circuito mostrado y pida revisión antes de energizarloPRECAUCION: ESTE CIRCUITO OPERA CON VOLTAJES DE LINEA USE OSCILOSCOPIOAISLADO Y FUSIBLE DE 2 AMPERIOS

Después de revisar el circuito conecte a la línea de 110v. Y variando el potenciometro observe laintensidad del foco.Ajuste el potenciometro a una posición intermedia de intensidad y con el osciloscopio observe ydibuje la forma de onda en la salida del puente rectificador

Ahora observe y dibuje la forma de onda en la carga



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Observe y dibuje la forma de onda a través del zener

Dibuje la forma de onda a través del capacitor

Ajuste el pot a max. Intensidad, calcule el voltaje promedio en el foco ____________ mida ycompruebe este valor ______________

Cual es el voltaje RMS entregado al foco _____________________Dibuje detalladamente la forma de onda en la carga

Observe y dibuje la forma de onda a través del zener

Dibuje la forma de onda a través del capacitor

Explique la operación del circuito

Haga un resumen de la operación del UJT como dispositivo de disparo al SCR.

Unijunction TransistorThe unijunction transistor(UJT) is a three terminal device with characteristics very different from theconventional 2 junction, bipolar transistor. It is a pulse generator with the trigger or control signalapplied at the emitter . This trigger voltage is a fraction (n) of interbase voltage, Vbb.The UJT circuitsymbol, junction schematic, and characteristic curve are shown below.

The emitter terminal does not inject current into the base region until its voltage reaches Vp.Once Vp is reached the base circuit conducts and a postive pulse appears at the B1 terminal and anegative pulse at B2. The UJT incorporates a negative resistance region, a low emitter current, anda high output pulse current at terminals B1 and B2, making it an ideal pulse trigger. A simple RCtimer circuit using a UJT is shown below.



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The very basic specifications of a UJT are:(a) Vbb(max) - The maximum interbase voltage that can be applied to the UJT(b) Rbb-the interbase resistance of the UJT(c) n - The intrinsic standoff ratio which defines Vp.(d) Ip - The peakpoint emitter currentMany of the basic applications include: oscillators, timers, sawtooth generators, SCR triggers,frequency dividers, stable voltage sensing

Testing a UJTUni Junction Transistor

This testing procedure is for use with a digital multimeter in the OHM's test-range. The UJT is asolid-state 3-terminal (TO-18 case) semiconductor. UJT's are used in pulse/timing, oscillator,sensing, and thyristor triggering circuits. The most common one being probably the 2N2646 fromMotorola.UJT testing is pretty easy once you know how to do it.

1) With a Digital Multimeter, set in the Ohms position, read theresistance between the Base 1 and Base 2; then reverse the meter-leads and take another reading.Regardless of the meter-lead polarity the measured resistance should approximately be equal (highresistance 4K to 10K ).

2) Now connect the negative (-) lead of the ohmmeter to the emitter of the UJT. With the positive (+)lead, measure the resistance from the emitter to Base 1 and then from the emitter to base 2. Bothreadings should indicate high resistance and about equal to each other.

3) Exchange the negative lead to the emitter with the positive lead. Measure with the negative leadthe resistance between emitter and Base 1 and from Base 2 to emitter. Both readings should showlow resistance and about equal to each other.



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PRACTICA No 7EL TRIAC

OBJETIVOS: Comprender las características de operación del triac Comprobar la condicion o estado de un triac por medio del ohmetro Comprobar los modos de disparo del triac Observar el comportamiento del triac en los circuitos ac.

MATERIALES Y EQUIPO:- 1 TRIAC- 1 OSCILOSCOPIO- 1 VOM. ANALOGICO- 2 FOCOS 6V.- 1 POTENCIOMETRO 10 K- 1 TRANSFORMADOR 12V.

INTRODUCCIÓNEl triac es un dispositivo de los tiristores ampliamente utilizado para el control de la potenciaentregada a cargas de AC. Tales como control de iluminación y control de motores AC. Comosemiconductor tiristor el triac se asemeja, en sus características al scr. Puede verse el triac comodos scr conectados en oposicion, donde uno conduce en un semiciclo y el otro en el siguientesemiciclo.Diferente al scr , las corrientes máximas para los scr alcanzan solamente valores de unos cuarentaamperios, pero su uso aporta mucha versatilidad al control industrial.

PROCEDIMIENTO.TRIACObserve y dibuje la posición de los terminales del TRIAC

Anote los valores máximos de voltajes y corrientes

Mida la resistencia entre MT2 y MT1 . escala RX 10k o digital

R:_____________________________

Invierta las puntas para comprobar entre MT1 y MT2R.-_________________________

Mida la resistencia entre G y MT2 ____________________Invierta la polaridad y mida nuevamente _______________________

Mida resistencia entre G y MT1 ________________________



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Invierta la polaridad del ohmetro y mida _____________________

¿ Existirá una union entre G y MT1 ?___________________________

Conecte el siguiente circuito para determinar las corrientes de disparo de cada cuadrante. Puedeutilizar un foco de 12 v. ó dos de 6V. Conectados en serie.Aumentando gradualmente la corriente de compuerta anote la corriente necesaria para disparar eltriac. Invierta las polaridades de las fuentes según el cuadrante respectivo

Mida el voltaje MT2 – MT1Anote la corriente necesaria de compuerta para disparo en el cuadrante I :________________La corriente de compuerta para cuadrante 2 será: ________________La corriente de compuerta para cuadrante 3 será: ________________La corriente de compuerta para cuadrante 4 será: ________________De los datos anteriores cual es el cuadrante más sensible para disparar el triac?Cual de los cuadrantes es el menos sensible:__________________

Ahora conecte el circuito mostrado

Con el interruptor abierto mida el voltaje a través de MT2 y MT 1 y observe la forma de onda conel osciloscopio ¿ encienden los focos o carga RL:____________________________________



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Observe que si el triac no es disparado por compuerta, este se comporta como un interruptorabierto es decir no conduce en ninguna dirección.

Conecte el interruptorAjuste el potenciometro para maxima iluminacion, observe y dibuje la forma de onda

Explique en cuales cuadrantes esta operando el triac?Observe con el osciloscopio y dibuje la forma de onda entre MT2 y MT1 y explique la razon deesta forma de onda

Ajuste el pot para la iluminación mínima y dibuje las formas de onda a través de RL .

Trate de interpretar estas formas de onda e indique en que porciones de los semiciclos conduceel triac

Ahora ajuste el pot pgara una luminosidad intermedia y observe los ángulos de conducción en lossemiciclos positivos y negativos ¿ son iguales o diferentes ?Porque, Explique_________________________________________________________________

Ahora pruebe el siguiente circuito

Aumente gradualmente la fuente dc. hasta que el triac conduzcaEn este caso el triac es disparado por un voltaje dc y observe con el osciloscopio que conduce enambos semiciclosAhora indique en cuales cuadrantes esta conduciendo el triac¿porque se apaga el foco cuando se deja de alimentar la compuerta?Explique



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Invierta la polaridad de la fuente y repita el paso anterior indique en cuales cuadrantes estaconduciendo con la polaridad invertida en la compuerta.

¿Cual será la polaridad mas adecuada para disparar el triac con este tipo de control?

El triac puede utilizarse como un dispositivo de control de encendido o apagado manejandograndes corrientes por medio de la corriente pequeña de compuerta

Conecte el triac como se muestra en el siguiente circuito

Con el interruptor abierto mida el voltaje a traves de MT2 y MT 1 y observe la forma de onda conel osciloscopio ¿ encienden los focos o carga

Mida el voltaje en los focos, cual sera la forma de onda en la carga?Con el interruptor cerrado mida el voltaje AC en el foco dibuje la forma de onda

Observe con el osciloscopio y dibuje la forma de onda entre MT2 y MT1 y explique la razon deesta forma de onda

Para el circuito mostrado. Utilizando las corrientes de los cuadrantes calcule una R para disparar eltriac a 60 grados en el cuadrante I y compruebe la forma de onda



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Escriba un resumen de esta practica sobre el comportamiento y las aplicaciones del triacTraduzca la siguiente informaciónThe TRIACSCRs are unidirectional (one-way) current devices, making them useful for controlling DC only. Iftwo SCRs are joined in back-to-back parallel fashion just like two Shockley diodes were joinedtogether to form a DIAC, we have a new device known as the TRIAC:

Because individual SCRs are more flexible to use in advanced control systems, they are morecommonly seen in circuits like motor drives, while TRIACs are usually seen in simple, low-powerapplications like household dimmer switches. A simple lamp dimmer circuit is shown here, completewith the phase-shifting resistor-capacitor network necessary for after-peak firing.

TRIACs are notorious for not firing symmetrically. This means they usually won't trigger at the exactsame gate voltage level for one polarity as for the other. Generally speaking, this is undesirable,because unsymmetrical firing results in a current waveform with a greater variety of harmonicfrequencies. Waveforms that are symmetrical above and below their average centerlines arecomprised of only odd-numbered harmonics. Unsymmetrical waveforms, on the other hand, containeven-numbered harmonics (which may or may not be accompanied by odd-numbered harmonics aswell).In the interest of reducing total harmonic content in power systems, the fewer and less diverse theharmonics, the better -- one more reason why individual SCRs are favored over TRIACs forcomplex, high-power control circuits.



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Practically all the characteristics and ratings of SCRs apply equally to TRIACs, except that TRIACsof course are bidirectional (can handle current in both directions). Not much more needs to be saidabout this device except for an important caveat concerning its terminal designations.From the equivalent circuit diagram shown earlier, one might think that main terminals 1 and 2 wereinterchangeable. They are not! Although it is helpful to imagine the TRIAC as being composed oftwo SCRs joined together, it in fact is constructed from a single piece of semiconducting material,appropriately doped and layered. The actual operating characteristics may differ slightly from that ofthe equivalent model.This is made most evident by contrasting two simple circuit designs, one that works and one thatdoesn't. The following two circuits are a variation of the lamp dimmer circuit shown earlier, thephase-shifting capacitor removed for simplicity's sake. Although the resulting circuit lacks the finecontrol ability of the more complex version, it does function:

Suppose we were to swap the two main terminals of the TRIAC around. According to the equivalentcircuit diagram shown earlier in this section, the swap should make no difference. The circuit oughtto work:

However, if this circuit is built, it will be found that it does not work! The load will receive no power,the TRIAC refusing to fire at all, no matter how low or high a resistance value the control resistor isset to. The key to successfully triggering a TRIAC is to make sure the gate receives its triggeringcurrent from the main terminal 2 side of the circuit (the main terminal on the opposite side of theTRIAC symbol from the gate terminal). Identification of the MT1 and MT2 terminals must be done viathe TRIAC's part number with reference to a data sheet or book.REVIEW:A TRIAC acts much like two SCRs connected back-to-back for bidirectional (AC) operation.TRIAC controls are more often seen in simple, low-power circuits than complex, high-power circuits.In large power control circuits, multiple SCRs tend to be favored.When used to control AC power to a load, TRIACs are often accompanied by DIACs connected inseries with their gate terminals. The DIAC helps the TRIAC fire more symmetrically (moreconsistently from one polarity to another).Main terminals 1 and 2 on a TRIAC are not interchangeable.To successfully trigger a TRIAC, gate current must come from the main terminal 2 (MT2) side of thecircuit!



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PRACTICA No 8EL DIAC Y TRIAC EN AC

OBJETIVOS: Mostrar la operación bidireccional del diac Comprender la operación de un triac en un circuito de control de potencia ac. Comprobar las formas de onda en la carga y en el triac. Comprender la operación de las redes de atraso de disparo. Comprobar la aplicación conjunta diac-triac

MATERIALES Y EQUIPO:- 1 TRIAC- 1 OSCILOSCOPIO- 1 TRIAC.- 1 FOCOS 60W.- 1 POTENCIOMETRO 100 K- 2 CAPACITORES 0.1 Uf- RESISTENCIAS 1.5k, 2.2K, 3.3k, 8.2K, 4.7k, 5.1k, 33k, 560 ohm, 820 ohm 100 ohm.- 1 DIAC- 1 TRANSISTOR PNP- 1 UJT

INTRODUCCIÓNEl diac es un diodo interruptor de ca (en Ingles, diode ac) de tres capas que se utilizaprimordialmente como dispositivo de disparo para el TRIAC Opera como dos diodos conectadosparalelos inversos y por tanto es bidireccional. El flujo de Corriente se inicia cuando el voltaje através del DÍAC alcanza el voltaje de ruptura V(BO) en cualquiera de las direcciones. Una veziniciada la conducción, la corriente aumenta rápidamente y disminuye el voltaje a través del DIAC.El pulso de corriente que se produce cuando el DIAC cambia de estado de no-conducción aconducción se utiliza para fines de disparo. El voltaje de ruptura del DÍAC es simétrico en ambasdirecciones.

El triac es un dispositivo de los tiristores ampliamente utilizado para el control de la potenciaentregada a cargas de AC. Tales como control de iluminación y control de motores AC. Comosemiconductor, tiristor el triac se asemeja, en sus características al scr. Puede verse el triaccomo dos scr conectados en oposición, donde uno conduce en un semiciclo y el otro en elsiguiente semiciclo.Diferente al scr, las corrientes máximas para los scr alcanzan solamente valores de unos cuarentaamperios, pero su uso aporta mucha versatilidad al control industrial.Usualmente el TRIAC es disparado por el DIAC formando un circuito simple y barato de control depotencia AC. El atraso del disparo se logra con 2 redes simples de resistencias y condensadores.



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El optotriac permite aislar un circuito de control de uno de potencia al disparar un triac, este circuitoaunque simple y barato no presenta la caracteristica de arranque por cruce de cero, que es una delas ventajas de los SSR. (Relay de estado solido).

PROCEDIMIENTO.DIACAnote los datos del diac

Dibuje el símbolo y su apariencia física

Mida por medio del ohmetro la resistencia que mide entre sus extremos _________________De nuevo mida en reversa _____________________

Arme el circuito mostrado y pida revisión antes de energizarloNOTA: para obtener 40 V. Puede colocar dos fuentes de 20 V. En serie.

Ajuste el pot a una posición intermedia y observe y dibuje la forma de onda en el capacitorindicando el voltaje máximo y el nivel mínimo y mida la frecuencia correspondiente.

Observe y dibuje la forma de onda en la resistencia de 100 ohm indicando el voltaje máximo.

¿ la frecuencia aumenta o disminuye si aumentamos la resisitencia ?¿ la frecuencia aumenta o disminuye si aumentamos el capacitor?



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Invierta la polaridad de la fuente y observe que el diac también opera con polaridad negativa y poresto es bidireccionalDesarme el circuito del diacPRECAUCION = ESTE CIRCUITO OPERA A VOLTAJES DE LINEA ¡

Arme el circuito mostrado y pida revisión antes de energizarloDespués de revisar el circuito aplique voltaje y observe que variando el potenciometro de 100kalteramos la potencia entregada a la carga de 60 WBásicamente podemos controlar la potencia desde un valor mínimo hasta el máximo que es comoconectar la carga directamente a la línea.Para un ajuste intermedio del potenciómetro, observe con el osciloscopio y dibuje la forma de ondaen la carga

Asegúrese de que el tierra del osciloscopio este aislado del neutro de la linea ac-

Ahora observe esta forma de onda mientras varia el potenciometro de 100kExplique lo que sucedeDibuje las ondas para la máxima iluminación

Coloque de nuevo el potenciometro a una posición intermedia de potencia y ahora observe y dibujela forma de onda en los terminales del TRIAC. MT2 y MT1

Dibuje las ondas para la máxima iluminación



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Mientras observa esta forma de onda, variando el potenciometro observe la forma de onda y noteel atraso del disparoEn las ondas anteriores indique donde conduce el TRIAC y donde no conducePuede sustitiuir la carga de 60W por un motor universal para controlar la velocidad.

OPTOTRIACPor medio de un manual obtenga la identificación de los pines del OPTOTRIAC¿Cual es el voltaje de aislamiento?¿Cual es el voltaje max del led en inversa?¿Cual es la corriente max de el led?¿Cual es el voltaje max. del triac?¿Cual es la corriente max. del triac?

Ame el siguiente circuito con triac

Calcule una R del led si la corriente es de 14 mAfunciona este circuito parecido a un SSR? _________________cual es la diferencia importante entre este circuito y un SSR completo? _______________

Haga un circuito con 555 como astable y use el circuito anterior para la iluminación intermitente deun foco. Utilice Ra = 1.5K RB = 33K y C = 10uF calcule la frecuenciade oscilación

F = 1.44 / (Ra + 2 Rb) C

¿En cual estado de la salida encenderá el SSR ?

comprobacion de dispositivos de conmutacion de potencia

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