Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Facultad de Ciencias de la Electrónica

Materia: Dispositivos electrónicos de potencia

Profesor: Víctor Manuel Perusquía Romero

Periodo: Primavera 2015

Alumnos: Carmona Juárez Fernando

Galicia Reynoso Omar

Scott López Susana Xiadani

Solano Rodríguez Maricela

Resumen

Comprobar el funcionamiento de los tiristores mediante el uso del SCR midiendo

los valores de voltaje y corriente en cada una de las terminales asignadas.

Introducción

El tiristor es un componente electrónico constituido por elementos

semiconductores que utiliza retroalimentación interna para producir una

conmutación; son dispositivos unidireccionales porque solamente transmiten la

corriente en un único sentido, se emplean generalmente para el control de la

electrónica de potencia.

El SCR es un tiristor formado por 4 capas de material semiconductor con

estructura PNPN o bien NPNP. Posee tres conexiones: ánodo, cátodo y la

compuerta, la cual esta encargada de controlar el paso de la corriente entre el

ánodo y el cátodo.

Mientras no se aplique ninguna tensión en la compuerta del SCR no se inicia la

conducción y en el instante en que se aplique dicha tensión, el tiristor comienza

a conducir.

En corriente directa, se necesita un circuito de bloqueo forzado, o bien,

interrumpir el circuito con un diodo rectificador controlado.

En corriente alterna el SCR se des-excita en cada alternancia o semi-ciclo.

Objetivo General

Comprobar el funcionamiento de los tiristores, mediante un SCR.

Objetivos específicos

Mediante el óhmetro de un multímetro digital y uno analógico, comprobar

el estado del tiristor.

Armar el circuito correspondiente a la práctica denotada en la Figura 2 y

así hacer el análisis para determinar la magnitud de la fuente.

Realizar las anotaciones correspondientes para obtener una conclusión.

Desarrollo

1. Con un multímetro digital y un analógico, por medio del óhmetro

comprobamos el estado físico del SCR. Los datos obtenido los

registramos en la siguiente tabla:

A K G Digital Analógico Ω

+ - ✓ ✓ Alta

- + ✓ ✓ Alta

+ - ✓ ✓ Alta

- + ✓ ✓ Alta

+ - ✓ ✓ Alta

- + 418 KΩ 3.5 KΩ Baja

Para la obtención de estos datos fue importante identificar las terminales de

nuestro SCR. Y tomando la referencia de su hoja de especificaciones notamos

que las terminales eran de la manera siguiente:

2. Armamos el circuito correspondiente a la figura 2.

Una vez teniendo el circuito que implementaremos, lo armamos en un protoboard

de una manera ordenada para que no presente errores a la hora de obtener los

datos correspondientes. El circuito implementado quedó de la siguiente manera:

Figura 2. Circuito a implementar

Figura1. Terminales del SCR C106D (utilizado en la práctica)

Una vez teniendo el circuito armado, y antes de cerrar el switch principal (SW),

podemos mencionar que se hizo un análisis para determinar la magnitud de la

fuente y elementos limitadores de corriente para la compuerta.

Esto tomando como en cuenta las condiciones de trabajo de la carga y de

algunas características del SCR.

El valor de la fuente de voltaje se consideró al voltaje de alimentación de

nuestro foco, que es de 6 V con una corriente de 0.25 A.

Para el caso de los elementos limitadores de corriente solo se empleó la

𝑹𝑮 (resistencia de la compuerta) y para el cálculo de la resistencia 𝑹𝑮 se

tomó en cuenta 𝑽𝑮𝑻 e 𝑰𝑮𝑻 que son los que determinan las condiciones de

encendido del dispositivo SCR.

Estos valores de 𝑽𝑮𝑻 e 𝑰𝑮𝑻 los encontramos en la hoja de especificaciones

del SCR que ocupamos, es nuestro caso fue el C106D (ON

Semiconductor), y son los siguientes:

Así, para el cálculo de la resistencia teniendo en cuenta el voltaje de la

carga y los valores correspondientes aplicamos la fórmula siguiente:

𝑹𝑮 =𝑽𝑳 − 𝑽𝑮𝑻

𝑰𝑮𝑻=

6𝑉 − 0.6𝑉

200𝜇𝐴= 𝟐𝟕𝑲𝜴

Esta resistencia la pudimos encontrar como un valor comercial lo que nos

facilitó el trabajo.

Símbolo Significado Rango Unidad

𝑉𝐺𝑇 Voltaje de disparo de

puerta 0.6 V

𝐼𝐺𝑇 Corriente de disparo de

puerta 200 µA

Figura 3. Circuito implementado en el protoboard

3. Una vez teniendo los cálculos proseguimos a cerrar el switch principal

(SW).

Como debiera de esperarse, la carga no sufrió cambio alguno, ya que el SCR

aún no entra en estado de conducción hasta que apliquemos un pulso en la

compuerta. Siguiendo las indicaciones se muestran los datos medidos en la

siguiente tabla:

Operar cerrar o abrir

¿Cambios en la

carga?

V (Fuente)

V (A-K)

V (Carga)

V (G-K)

I (Carga)

I (G)

SW No 6.0 V 6.0 V 0 V 0 V 0 A 0 A

4. Después proseguimos a presionar por unos segundos el BPNA y pudimos

observar que la carga si sufrió cambios. Ésta paso de estar apagado a

estar encendido, debido a que al hacer el pulso en la compuerta, el SCR

cambió a estado de conducción, lo que permitió que por la carga fluyera

la corriente y ésta también sufriera un cambio al encenderse.

Los datos obtenidos se muestran en la siguiente tabla:

Operar cerrar o abrir

¿Cambios en la

carga?

V (Fuente)

V (A-K)

V (Carga)

V (G-K)

I (Carga)

I (G)

BPNA Si 5.74 V 0.84 V 4.84 V 0.78 V 202.5 mA 2 µA

Figura 4. Circuito representativo al cerrar el

switch principal (SW)

5. Más tarde presionamos por unos segundos el BPNC y notamos que la

carga volvió a presentar un cambio; éste pasó de un estado de encendido

a apagado. Debido a que al abrir el circuito, la corriente dejó de fluir por la

carga y a su vez, éste presentara el cambio. Los datos obtenido se

muestran en la siguiente tabla:

Operar cerrar o abrir

¿Cambios en la

carga?

V (Fuente)

V (A-K)

V (Carga)

V (G-K)

I (Carga)

I (G)

BPNC Si 6.0 V 0.8 V 0 V 8 mV 0 A 0 A

6. Como último paso, invertimos la polaridad de la fuente y repetimos los

pasos 3, 4 y 5. Los datos obtenido fueron los siguientes:

Operar cerrar o abrir

¿Cambios en la

carga?

V (Fuente)

V (A-K)

V (Carga)

V (G-K)

I (Carga)

I (G)

SW No -6.0 V -6.0 V 0 V 0 V 0 A 0 A

BPNA No -6.0 V -6.0 V 0 V 0 V 0 A 0 A

BPNC No -6.0 V 0 V 0 V 0 V 0 A 0 A

Al cambiar la polaridad a la fuente el comportamiento del SCR es diferente a la

polarización directa, a pesar de que existen pequeñas corrientes de fuga.

Esto hace que no puede haber flujo de corriente al aplicar el pulso en la

compuerta y por ende tampoco lo habrá de ánodo a cátodo.

Figura 5. Circuito representativo al aplicar el

pulso en la compuerta

Conclusiones

Al término de la práctica notamos que el SCR tiene un comportamiento similar al

de un diodo, es unidireccional, con la diferencia que para que haya flujo de

corriente es necesario aplicar el pulso en la compuerta, debido a la estructura de

4 capas, el cual está conformado el SCR.

Esta práctica nos hizo recordar la importancia que tienen las características del

dispositivo, ya que se tienen que tomar en cuenta a la hora de hacer nuestro

análisis y así no dañemos el dispositivo y tenga un comportamiento adecuado.

Referencias

Muhammad H. Rashid, Electrónica de Potencia Circuitos,

Dispositivos y Aplicaciones. (2004) ed. Pearson Prentice Hall,

3º edición, 904 páginas, México.