Tiristores Bianca Bassetto Thiago Christyam Alcântara Diandra Grossmann Rodrigo Pinheiro

1.Introdução Read e Shockley (1950), propuseram o “diodo de Shockley”; Em 1956, Shockley seria um dos 3 ganhadores do prêmio Nobel de Física por ser co-autor do Transistor; Ebers (1952) estudou o modelo proposto com 4 terminais e funcionalidade de chaveamento; Moll (1954) aprimorou o dispositivo, investigando suas atribuições de gatilho, e usando-o como chave No fim da década de 1950, a Bell Labs iniciou a comercialização dos tiristores em escala industrial

2. Definição e Funcionamento Tiristor é um dispositivo semicondutor de 4 camadas, ordenadas como p-n-p-n (positivo- negativo-positivo-negativo); Essa disposição de camadas permite que, ao receber corrente no terminal positivo intermediário, inicia-se um ciclo que permite a passagem de corrente direcional do terminal Anodo para o Catodo sem a necessidade da manutenção de corrente no terminal de Gatilho.

2. Definição e Funcionamento Estrutura básica do tiristor e o seu perfil de dopagem:

2. Definição e Funcionamento Bloqueio no modo inverso: a tensão está sendo aplicada na direção do Catodo para o Anodo, portanto não há passagem de corrente; Bloqueio no modo direcional: o que significa que mesmo havendo tensão no Anodo, a corrente não é estabelecida pois ainda não houve tensão no Gatilho o suficiente para estabelecer a passagem de corrente; Conduzindo no modo direcional: o que significa que houve um pulso de tensão suficiente para iniciar a passagem de corrente entre o Anodo e o Catodo, portanto o dispositivo se comporta de maneira semelhante à de um curto circuito, descontando-se sua natural queda de tensão.

2. Definição e Funcionamento Uma vez dado o pulso suficiente para estabelecer a corrente, não é mais necessária tensão no gatilho para que a corrente se mantenha, portanto as formas possíveis para interrompê-la são: Curto-circuitar o dispositivo; Levar a corrente do Anodo a níveis abaixo da corrente de manutenção; Comutação forçada (aplicar uma corrente oposta à condução direta).

3. Os Diversos Tipos de Tiristores SCR (Retificadores Controlados de Silício): Este dispositivo não é bidirecional, ou seja, só conduz em um sentido, retirando ao sinal da porta o SCR não desliga; Pode ser desligado por dois métodos: interrupção de corrente no anodo e comutação forçada. Desta forma, o SCR tem múltiplas atribuições diferentes, sendo por vezes utilizado com mais eficiência do que transistores e outras vezes sendo utilizado no lugar de diodos, como “alavanca” como proteção contra sobrecarga de tensão.

3. Os Diversos Tipos de Tiristores SCS (Chave Controlada de Silício): Também conhecido como Tiristor Tetrodo, possui gatilho tanto para o Anodo quanto para o Catodo e é usado para chaveamento; A presença de dois terminais de gatilho faz com que ele tenha uma maior precisão de controle, particularmente sobre o modo de falha chamado “comutação forçada”, permitindo que o mesmo seja desligado por uma força externa sem necessidade de interrupção na corrente de manutenção.

3. Os Diversos Tipos de Tiristores GTO (Tiristor de Desligamento pelo Gatilho): Sigla para “Gate Turn-Off”, o GTO trata- se de um tiristor com maior poder de definição para desligamento, pois não somente permite o fechamento da corrente através de pulso de tensão no gatilho, mas também permite o desligamento no caso de inversão da direção da corrente também no gatilho, o que remete a três estados: Sem tensão no gatilho - permanece o estado atual, seja aberto, seja fechado Tensão positiva no gatilho inicia ou mantém a corrente entre o Anodo e o Catodo; Tensão negativa no gatilho - o gatilho assume a passagem da corrente e interrompe sua passagem entre o Anoto e o Catodo.

3. Os Diversos Tipos de Tiristores DIAC (Diodo para Corrente Alternada): Também conhecido como “Diodo de gatilho si- métrico” ou “SIDAC”, possui características diferen-tes dos demais tiristores, pois além de não possuir terminal de gatilho, permite corrente bi-direcional, portanto não é adequado classificar seus terminais como Anodo ou Catodo; O DIAC assemelha-se a um diodo Zener, que permite a passagem de corren-te após a tensão exceder o máximo da camada de ruptura, mas ainda assim é diferente por permitir a passagem de corrente em ambas as direções. Após iniciar a corrente com a tensão característica do dispositivo, sua resistência cai e sua condução mantém- se de forma semelhante à de circuito fechado.

3. Os Diversos Tipos de Tiristores TRIAC (Triodo de Corrente Alternada): Também chamado de “Tiristor Triodo Bi- direcional", este dispositivo equivale a dois SCR conectados inversamente paralelos e seus gatilhos ligados por um só terminal; Um TRIAC pode ser disparado tanto por uma corrente positiva quanto negativa aplicada em sua porta. Ele continua a conduzir até que a corrente elétrica caia abaixo do valor de corte, uma grande vantagem dele, é no controle de corrente alternada, que proporciona acionar grandes potências com circuitos acionados por correntes da ordem de miliampere; Difere-se do SCR principalmente por permitir passagem de corrente em ambas as direções, e é disponível tanto para pequenas quanto para elevadas tensões e correntes.

4. Aplicações Fontes de potências reguladas; Chaves estáticas; Controles de motor; Inversores; Carregadores de bateria; Controles de aquecedores; Controle de velocidade de ventiladores; Controle de potência de lâmpadas dimmers.

4. Aplicações: Ignição de Automóveis

4. Aplicações: Ignição de Automóveis Com os pontos do distribuidor abertos, o capacitor carrega-se exponencialmente na direcao de +12V. Logo que a tensao no capacitor excede a tensao intrinseca de afastamento, o UJT conduz intensamente atraves do enrolamento primario. Entao, a tensao do secundario dispara o SCR. Quando a trava do SCR fecha-se, o terminal positivo do capacitor de saida e subitamente aterrado. A medida que o capacitor de saida se descarrega atraves da bobina de ignicao, um pulso de alta tensao alimenta um dos plugues de centelha. Quando os pontos se fecham, o circuito se auto-reinicializa, preparando-se para o ciclo seguinte.

4. Aplicações: Conversores Tiristorizados de Potência Definição: Conversor tiristorizado de potência trata-se da implementação de circuitos onde um conjunto de tiristores é usado para controle de potência de uma determinada carga; Alternativa: Implematação de contadoras, chaveadas pela variação de corrente fornecida pela variação de corrente fornecida pelos sensores, como por exemplo o sensor de temperatura; Aplicação: Controle de temperatura mais preciso.

4. Aplicações: Conversores Tiristorizados de Potência Contadora Magnética: Fornecimento de energia ao forno chaveado pelas contadoras. Acionamento pelo sensor de tempetatura Chaveamento feito mecanicamente, desgastando rapidamente.

4. Aplicações: Conversores Tiristorizados de Potência Controle através de Tiristores: Chaveamento através de tiristores; Variação detectada pelo sensor de temperatura é tratada pelo controlador de temperatura; Chaveamento ligado/desligado ocorre em uma frequência maior, aumentando sua precisão; Como o chaveamento não é mecânico, não problemas de desgaste devido a variação mais frequente.

4. Aplicações: Conversores Tiristorizados de Potência Variação da temperatura controlada por contadora: Sistema controlado por ponte de tiristores:

5. Referências http://pt.slideshare.net/marinho/tiristores-na-indstria-artigo http://newtoncbraga.com.br/ http://www.therma.com.br/artigos/estudo_comparativo.pdf http://huilyrobot.tripod.com/compo/tiristores.htm

OBRIGADO PELA ATENÇÃO FIM!