Domina los Tiristores SCR (Rectificadores Controlados de Silicio): Guía Completa

En la industria se usan dispositivos controlados. Surge la pregunta: ¿qué es un dispositivo de control?

Control

El dispositivo de control más simple es un interruptor (abre/cierra circuito). Ej.: para controlar velocidad de ventilador, usamos un dimmer (dispositivo de control) para variar la velocidad.

¿Qué es un SCR?

El SCR pertenece a la familia de los tiristores: dispositivo semiconductor de 4 capas alternadas P-N-P-N con tres terminales (electrodos).

El SCR es un dispositivo de conmutación de tres terminales: ánodo, cátodo y gate. Es unidireccional (corriente fluye en un solo sentido).

Tiene tres uniones (J1, J2, J3). Si aplicamos tensión positiva al ánodo respecto al cátodo, J1 y J3 se polarizan en directo y J2 en inversa (región de agotamiento aumenta). La unión J2 inversa mantiene el SCR OFF (interruptor abierto): caída de tensión máxima en el SCR.

Para poner el SCR ON, método de ruptura (breakover): si elevamos tensión ánodo-cátodo al voltaje de ruptura (Vbo), ocurre ruptura en J2 (portadores minoritarios inyectados entre regiones) y la tensión en J3 cae. Interruptor abierto: tensión máxima en SCR, cero en carga. Cerrado: tensión idealmente cero en SCR, máxima en carga.

Ruptura = la tensión en el interruptor (SCR) cae y la corriente sube. Pero usar ruptura siempre puede dañar el SCR. Alternativa: disparo por gate (gate triggering): pulso en gate respecto a cátodo → J3 polarización directa → tensión en SCR cae, corriente sube (curva característica).

Dos conceptos clave en SCR:

1. Corriente de enganche (Latching Current): corriente mínima para poner SCR en ON.
2. Corriente de mantenimiento (Holding Current): si la corriente cae por debajo, el SCR se apaga (OFF).

Para entender el enganche, usamos modelo análogo de dos transistores: dividimos el material P-N-P-N en dos transistores. Pulso en gate → Ig fluye → Q2 conduce → corriente emisor Q2 = colector Q2 = base Q1 (Ib1) → Ia e Ic1 fluyen. Al quitar pulso (Ig=0), transistores siguen conduciendo por realimentación (SCR permanece ON). Para apagar SCR: interrumpir alimentación principal.

Circuito práctico: S2 normalmente cerrado. S1 abierto → sin corriente gate → SCR OFF → tensión máxima en SCR → LED apagado. S1 cerrado → corriente gate → SCR ON → tensión ~0.7V en SCR → LED encendido.

En mi próximo artículo hablaré de aplicaciones del SCR y cómo testearlo.

IC 741 (Amplificador Operacional) Fundamentos | Funcionamiento | Características

Tutorial Puertas Lógicas Digitales | Tipos Básicos | ¿Cómo Funcionan?