Tiristor

De Viquipèdia
Salta a la navegació Salta a la cerca
Tiristor

Un tiristor és un dispositiu electrònic d'estat sòlid, un rectificador que s'utilitza per a controlar el flux de corrent. Es tracta d'un dispositiu fonamental per al control dels circuits de potència, independentment de si són de corrent continu com de corrent altern, per això són molt utilitzats en la electrònica industrial.[1] És un dispositiu anàleg al tiratró, un tipus de vàlvula de buit també utilitzat per controlar el corrent,[2] i de vegades s'el coneix com a tiratró sòlid[1]

Composició interna[modifica]

El tiristor està fet amb 4 capes de semiconductor, habitualment silici, alternant el tipus p amb el de tipus n (NPNP o PNPN). Disposa de tres elèctrodes: ànode, càtode i porta o elèctrode de control.[1] L'ànode està unit a la capa p externa, el càtode a la capa n de l'altre extrem i la portal a la capa p intermèdia. El funcionament és semblant al d'una parella de transistors bipolars, però l'activació sols es produeix quan apliquem un corrent a la porta.

Esquema físic i electrònic d'un tiristor, la construcció equivalent amb dos transistors bipolars i el seu símbol

Funcionament[modifica]

Els tiristrors són una família de dispositius que posseeixen la característica de ser biestables i poden ser commutats entre un estat "inactiu" amb alta resistència i corrent molt petit i un altre "actiu" de baixa resistència i corrent alt.[2]

La porta és l'encarregada d'activar el pas de corrent entre l'ànode i el càtode. En l'estat normal d'apagat, el dispositiu restringeix el flux el corrent de fuita. Quan el corrent entre la porta i el càtode excedeix un cert llindar, el dispositiu s'activa i condueix el corrent entre ànode i càtode. L'estat d'actiu segueix fins i tot després d'extingir-se el corrent de la porta mentre el corrent que passi pel dispositiu estigui per sobre del corrent de manteniment (Corrent característic del tiristor, triacs i certs semiconductors per a mantenir la conducció ànode càtode). Una vegada el corrent que circula entre l'ànode i el càtode baixa d'aquest llindar el dispositiu s'apaga. Si el voltatge aplicat s'incrementa ràpidament, pot induir el suficient corrent de fuita com per a fer que el dispositiu s'engegui, però això redueix la seva vida útil.

Tipus de tiristors[modifica]

Comparació de la mida d'un tiristor de 100 amperes/800 volts (gros) i un altre de 13 amperes/800 volts (petit), i un llapis com a referència

Thyristor 13 Ampère/800 Volt in standard housing TO-220 (pencil for size comparison) Al mercat existeixen més de 40.000 tipus de tiristor, amb règims de funcionament des de pocs mil·liamperes fins a més de 5.000 amperes i amb voltatges que poden superar els 900.000 volts.[2]

  • SRC (de l'anglès Silicon Controlled Rectifier o Rectificador controlat de silici): és un dels tipus més comuns, s'utilitza per a convertir el corrent altern a corrent continu i s'utilitza de manera de manera habitual als dispositius destinats a controlar la velocoitat dels motors, el nivell dels líquids, la temperatura o la pressió.[2] De vegades s'aplica el nom SCR, com una sinècdoque, a tots els dispositius.[1]
  • Triac: és un dispositiu que pot commutar el corrent en qualsevol direcció aplicant un petit corrent entre la porta i un dels dos elèctrodes (el sentit del corrent dependrà de l'elèctrode escollit).[3]
  • Tiristor blocable: (conegut per les sigles GTO de l'anglès Gate turn-off switch), és un dispositiu que té la propietat de poder ser disparat per un impuls positiu aplicat a la porta i blocat novament en aplicar un impuls negatiu a la porta.[1]
  • Diac: és un dispositiu que es caracteritza per ser conductor en tots dos sentits però només quan la tensió aplicada sobrepassa un determinat valor característic.

Aplicacions[modifica]

Els tiristors s'usen en la indústria per a produir voltatges variables en corrent continu a partir d'una línia de corrent altern per a alimentar motors de DC (normalment 5-100 HP) així com controls de corrent per a soldadura elèctrica i d'altres aplicacions de control de potencia. També s'usen en vehicles elèctrics per a modular el voltatge de treball en un circuit Jacobson i com a pont rectificador controlat d'una o mes fases, o controls per polsos d'amplitud modulada, PWM en anglès).

Referències[modifica]

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Gran Enciclopèdia Catalana. Volum 22. Reimpressió d'octubre de 1992. Barcelona: Gran Enciclopèdia Catalana, 1992, p. 366 367. ISBN 84-7739-064-9. 
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 «Thyristor» (en anglès). Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, Inc.. [Consulta: 22 agost 2021].
  3. «The p-i-n diode» (en anglès). Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, Inc.. [Consulta: 22 agost 2021].
A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Tiristor