El tiristor. Constitución y funcionamiento

Recibe el nombre de tiristor el conjunto formado por la unión de cuatro cristales, según la secuencia P-N-P-N. Al electrodo conectado al cristal P de un extremo se le denomina ánc (A) y al electrodo conectado al cristal N del otro extremo, se le denomina cátodo (K).’
Para interpretar de una forma sencilla el funcionamiento de este dispositivo, suele recurrirse a dos procedimientos: el de asimilarlo a un conjunto formado por dos transistores o el de considerar que su estructura interna es equivalente a tres diodos. Nosotros, debido a su mayor sencillez, hemos optado por este último, asignando a los mencionados diodos las denominacines D1, D2 y D3.
Obsérvese que los diodos D1 y D3 se encuentran en el mismo sentido, mientras que el diodo D2 está conectado en oposición, o invertido, respecto a los primeros.
Veamos qué le sucede a un tiristor cuando se le aplica una diferencia de potencial variable entre el ánodo y el cátodo, según se indica en el circuito experimental que incluimos a continuación: Al aumentar el potencial positivo del ánodo, el tiristor permite un pequeñísimo paso de corriente, ya que, aunque los diodos
D2 y D3, están polarizados directamente, el diodo D2 está sometido a una polarización inversa y, por lo tanto, la corriente que mide el amperímetro A será muy próxima a la corriente inversa de D2. Este proceso se corresponde con el tramo OA de la curva característica del tiristor. –
Si se sigue aumentando la tensión hasta el valor Vd, denominado tensión de disparo, el diodo D2 se encuentra sometido a la tensión de avalancha, con lo que la corriente ya no es controlada por la tensión aplicada, sino, simplemente, por la resistencia exterior R y las resistencias internas de los diodos y D3. Por esta razón, una vez alcanzado el valor Vd, la tensión cae bruscamente y la corriente alcanza el valor I0Rl con lo que el tiristor «conduce», sin poder controlar ya el valor de IqR con la tensión aplicada
El punto B de la característica, corresponde al valor Vf, tensión de funcionamiento, que es el valor en voltios de la caída de tensión en los diodos Dj y D3, conjuntamente.
Si se invierte la polarización, los diodos D1 y D3 se encuentran polarizados inversamente y D2 queda en sentido directo, con lo que esta parte de la característica es idéntica, prácticamente, a la de un diodo. Obsérvese que a pesar de que los tiristores poseen ciertas analogías con los transistores, se diferencian en todo lo relativo al control de la corriente que circula por ellos. Mientras que con un transistor, esta corriente está controlada por la acción de lá base, en un tiristor no existe ningún control sobre la misma después del momento inicial del disparo.
Es preciso, por lo tanto, definir algún procedimiento de bloqueo del tiristor, de forma que pueda volver a estar controlado por cualquiera de los mecanismos que enseguida veremos. Este procedimiento consiste en aplicar entre añodo y cátodo una tensión inversa (con el negativo sobre el ánodo y el positivo sobre el cátodo). De esta manera, el tiristor pasará al estado de «bloqueo» en un corto período de tiempo, denominado «tiempo de bloqueo» o, en inglés, «turn off time». La tensión inversa podrá, seguidamente, ser desconectada, manteniéndose el tiristor en la situación adquirida.

f2

Fig. 1.—Montaje experimental y característica de funcionamiento W un tiristor, obtenida al variar los valores de ¡a tensión de polarización, VA por medio de la fuente de tensión variable  E.

f3.jpg

Fig. 2.—Estructura de las cuatro regiones semiconductoras de un titistor, A la derecha, se detalla el símbolo de dicho componente.

 

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