Este artículo complementa el ART029S en que analizamos el funcionamiento del SCR además de otros en que el tiempo es explorado en diversos grados en nuestro sitio. El artículo también es parte de nuestro libro Curso de Electrónica - Electrónica de Potencia.
Especificaciones
Los SCRs pueden funcionar con corrientes de varios ampères y, cuando se apaga, puede mantener tensiones de cientos o incluso miles de volts entre su ánodo y el cátodo.
Sin embargo, cuando se utiliza un SCR, aunque es muy robusto en relación a los transistores bipolares y MOSFETs comunes que son más delicados, también tenemos que observar algunos límites y también cuidar.
Una inversión incorrecta de polaridad o las condiciones de la señal de disparo, incluso de algunos volts, o un exceso de corriente o tensión entre el ánodo y el cátodo puede llevar el componente a la quema.
Seguimos las especificaciones que se deben observar cuando usamos un SCR en un proyecto:
- Tensión máxima entre el ánodo y el cátodo (VD y VR)
Cuando el SCR está apagado, puede resistir una tensión máxima que lo polariza en la dirección directa e inversa, que se da según el tipo. La abreviatura VR En los manuales se refiere a la tensión inversa, mientras que el VD Se refiere a la tensión directa.
Los valores en cuestión se refieren a los máximos continuos, ya que, si tenemos un pico a corto plazo, el componente todavía puede soportarlo. El valor máximo de pico también se da en los manuales y es mayor que el valor continuo, como se muestra en la figura 1.
- Corriente máxima en la dirección directa (ID)
Es la corriente máxima continua que SCR puede conducir una vez que está disparado. Si el circuito funciona con una corriente pulsante, en el caso de los ciclos de una corriente alterna que son sinusoidales, también podemos especificar el valor RMS como el lector puede ver en la figura 2.
Cuando un SCR está conduciendo la corriente, todavía presenta una cierta resistencia. Su comportamiento es tal que, entre el ánodo y el cátodo, independientemente de la intensidad de la corriente conducida, hay una caída de tensión del orden de 2,0 V.
Esta tensión, multiplicada por la intensidad de la corriente determina la cantidad de calor producida en el componente.
Así que para una corriente de 3,0 ampères tenemos: 3,0 x 2,0 = 6,0 watts de potencia generada, que necesita ser disipada convenientemente.
- Corriente de manutención (holding current - Ih)
Es la corriente más pequeña que puede circular entre el ánodo y el cátodo cuando el SCR está funcionando, sin que se apague.
- Potencia de disipación (Pd)
Esta potencia,, en realidad, ya está determinado por la corriente máxima, porque como hemos visto, la caída de tensión de 2,0 V en el componente en la conducción directa es constante.
- Corriente de disparo (IGt)
La corriente mínima que debe circular por el electrodo de puerta del SCR para que se dispare es un dato muy importante en cualquier proyecto que involucre este componente, ya que es una medida de su sensibilidad.
Para los SCRs que se encuentra comúnmente en los circuitos comunes, además de los utilizados en nuestras obras, esta corriente puede estar entre 100 o 200 µA hasta 100 o 200 mA dependiendo del tipo.
Para circular por el componente la corriente del disparo debemos superar la barrera potencial de la junción emisora de base del transistor NPN "equivalente" al SCR, como se muestra en la figura 3.
Entonces necesitamos una tensión que típicamente estará entre 0,6 v y 1,0 V para los tipos comunes, viniendo en algunos casos a 2 V.
- Velocidad de funcionamiento (dV/dt y di/dt)
Cuando tenemos un SCR, la tensión entre el ánodo y el cátodo no cae inmediatamente a cero, dando así paso a la corriente total. El SCR es un dispositivo relativamente lento y esto debe ser considerado en uso o y reemplazo.
Medimos la velocidad del funcionamiento de un SCR por la velocidad de variación de la tensión en el cierre, es la variación de la tensión del ánodo en cada microsegundo (dV/dT) como se muestra en la tabla de la figura 4.
En él también demostramos que al apagar el dispositivo la corriente no cae a cero inmediatamente, sino más bien a una taja designada por di/dt.
De acuerdo con estas especificaciones necesitamos tener cuidado con el uso de SCR, que van más allá de obedecer los límites indicados por los manuales.
Además de ellos encontramos otros que pueden ser útiles cuando realizamos proyectos con estos componentes tales como: resistencias térmicas, temperaturas, etc. y que son similares a los especificados para otros componentes que ya hemos estudiado en este libro.
