Tiristor,Scr,Triac e Diac

Tiristores e retificadores controlados

   TIRISTOR

O nome tiristor engloba uma família de dispositivos semicondutores que operam em regime chaveado, tendo em comum uma estrutura de 4 camadas semicondutoras numa seqüência p-n-p-n, apresentando um funcionamento biestável.

A invenção do tiristor no fim dos anos 50 do século passado foi responsável por um         grande avanço no requisito, tecnológica da eletrônica de potência, que se estendeu pelos anos 60 e propiciou na década de 70 o início da implantação da eletrônica de potência em escala industrial.  A principal vantagem dos tiristores é o controle de grande quantidade de energia. Essa característica faz com que esses dispositivos sejam utilizados tanto no controle eletrônico de potência quanto na conversão de energia.

A função de um tirístor é de abrir e fechar circuitos com cargas, como motores, eletroímãs, aquecedores, converter CA em CC, CC em CA como exemplo prático o inversor de frequência. Os tiristores trabalham sempre entre dois estados de funcionamento, o corte e a condução, por isso podemos dizer que são dispositivos de comutação e com a vantagem de funcionarem tanto em corrente alternada como em corrente continua, depende do modelo e da aplicação.

Como exemplo de tiristores, podemos citar o SCR, o TRIAC e o DIAC.

   SCR

O SCR (SiliconControlledRectifier) o ‘retificador controlado de silício’ se assemelha a um diodo pelo fato da corrente poder fluir pelo dispositivo em um único sentido, entrando pelo terminal de anodo e saindo pelo terminal de catodo. No entanto, difere de um diodo, porque, mesmo quando o dispositivo está diretamente polarizado, ele não consegue entrar em condução, enquanto não ocorre a ativação do seu terminal de controle, (denominado porta, ou gate).Ao invés de usar um sinal contínuona porta como nos transistoresno sinal de controle, os tiristores são comutados ao ligamento pela aplicação de um pulso ao terminal de porta, ainda que seja de curta duração. Uma vez comutado para o estado de ligado, o tiristor SCR permanecerá por tempo indefinido neste estado, enquanto o dispositivo estiver diretamente polarizado e a corrente de anodo se mantiver acima do valor mínimo para corrente de manutenção.

Os SCR's são empregados em corrente alternada como retificadores controlados e, quando utilizados em corrente contínua, comportam-se como chaves. O SCR é apenas um tipo de tiristor usado na indústria. 

A figura abaixo ilustra a estrutura e o símbolo de um SCR:

Fig 2

     A imagem a seguir mostra três modelos de SCR's: baixa, média e alta potência (da esquerda para a direita). Seus tamanhos não estão em escala.

Fig 3

   TRIAC

Um TRIAC (Triode for Alterna Ting Current) é um componente eletrônico equivalente a dois SCRs ligados em antiparalelo e com os terminais de disparo gate, ligados juntos. Este tipo de ligação resulta em uma chave eletrônica bidirecional, que pode conduzir a corrente elétrica nos dois sentidos.

Um TRIAC pode ser disparado tanto por uma corrente positiva quanto negativa aplicada no terminal de disparo. Uma vez disparado, o dispositivo continua a conduzir até que a corrente elétrica caia abaixo do valor de corte. Isto torna o TRIAC um bom dispositivo de controle para circuitos de corrente alternada, que permite acionar grandes potências com circuitos acionados por correntes da ordem de miliamperes.

Também podemos controlar o início da condução do dispositivo, aplicando um pulso em um ponto pré-determinado do ciclo de corrente alternada, o que permite controlar a percentagem do ciclo que estará alimentando a carga, também chamado de controle de fase.

O TRIAC de baixa potência é utilizado em várias aplicações como controles de potência para lâmpadas dimmers, controles de velocidade para ventiladores, entre outros. Contudo, quando usado com cargas indutivas, como motores elétricos, é necessário que se assegure que o TRIAC seja desligado corretamente, no final de cada semi-ciclo de alimentação elétrica.

O símbolo do componente, exemplo comercial, e um circuito com triac estão demonstrados abaixo:

 

Fig: 4 Circuito com triac

Fig: 5 Símbolo e Exemplo comercializado Triac

Curva característica do Triac

Fig:6 Curva característica do Triac

    DIAC

O DIAC (Diode for AlternatingCurrent) é um gatilho bidirecional ou diodo que conduz corrente apenas após a tensão de disparo ser atingida e para de conduzir quando a corrente elétrica cai abaixo de um valor característico, chamado de corrente de corte. Este comportamento é o mesmo nas duas direções de condução de corrente. A tensão de disparo é por volta dos 30 volts para a maioria destes dispositivos.

O DIAC é normalmente usado para disparar TRIACs e SCRs.

Como um DIAC é um gatilho bidirecional, seus terminais não são marcados como anodo ou catodo, mas a maioria é marcada como A1 ou MT1 e A2 ou MT2.

Abaixo estão ilustrados o símbolo do DIAC e um exemplo de componente comercial.

Fig: 7    Símbolo e Exemplo comercial do Diac