Modelo de dos transistores de SCR o tiristor

Se el primero en calificar

Ultima edición el 21 septiembre, 2023

En la electrónica, el modelo de dos transistores de SCR o tiristor es un circuito que se utiliza para simular el comportamiento de un tiristor o SCR. Este modelo se basa en la utilización de dos transistores, un NPN y un PNP, conectados de tal forma que simulan el comportamiento de un tiristor en la conducción y en el bloqueo.

El tiristor es un dispositivo semiconductor que se utiliza en aplicaciones de control de potencia, como en el control de velocidad de motores eléctricos, regulación de voltaje en fuentes de alimentación, iluminación, entre otros. Su funcionamiento se basa en la capacidad de controlar la corriente que fluye a través de él, permitiendo o bloqueando el flujo de corriente.

El modelo de dos transistores de SCR o tiristor es una herramienta útil para entender el comportamiento de este tipo de dispositivos y permite a los ingenieros y técnicos en electrónica diseñar y probar circuitos que utilizan tiristores de forma más eficiente y precisa. En este artículo, se presentará una descripción detallada de este modelo y sus aplicaciones en la electrónica.

Funcionamiento

El modelo de dos transistores de SCR o tiristor es un dispositivo semiconductores que se utiliza como interruptor electrónico en circuitos de corriente alterna y corriente continua. A continuación, se describe su funcionamiento detalladamente:

SCR o Tiristor

El SCR o tiristor es un dispositivo semiconductor que permite el flujo de corriente eléctrica en un solo sentido. Está formado por cuatro capas de material semiconductor tipo P y N, y tres terminales: ánodo, cátodo y compuerta.

Modelo de dos transistores

El modelo de dos transistores de SCR o tiristor es una variante del SCR que utiliza dos transistores para controlar la corriente que fluye a través del dispositivo. Esta configuración permite un mayor control sobre el tiristor y evita el disparo accidental debido a fluctuaciones en la tensión de la red eléctrica.

Funcionamiento del modelo de dos transistores de SCR o tiristor

El modelo de dos transistores de SCR o tiristor funciona de la siguiente manera:

  1. La compuerta del tiristor se conecta al colector del primer transistor.
  2. La base del primer transistor se conecta al ánodo del tiristor.
  3. La base del segundo transistor se conecta al colector del primer transistor.
  4. El emisor del segundo transistor se conecta al cátodo del tiristor.

Para activar el tiristor, se aplica una señal de voltaje positiva en la base del primer transistor. Esto hace que el transistor se sature y permita el flujo de corriente a través de la compuerta del tiristor.

Una vez que la compuerta del tiristor se activa, la corriente eléctrica fluye desde el ánodo hasta el cátodo del tiristor, lo que permite el paso de la corriente a través del dispositivo. Para desactivar el tiristor, se aplica una señal de voltaje negativa en la base del segundo transistor, lo que hace que el segundo transistor se sature y corte la corriente que fluye a través del primer transistor y, por lo tanto, desactiva la compuerta del tiristor.

Su funcionamiento se basa en el uso de dos transistores para controlar la activación y desactivación de la compuerta del tiristor.

Aplicaciones

El modelo de dos transistores de SCR, también conocido como tiristor, es un componente electrónico que se utiliza en diversas aplicaciones. A continuación, se detallan algunas de las más comunes:

Control de potencia

El tiristor se utiliza para controlar la cantidad de potencia que fluye a través de un circuito eléctrico. Esto se logra mediante la variación de la corriente que fluye a través del tiristor, lo que a su vez afecta la cantidad de corriente que fluye a través del circuito. Esta aplicación se utiliza en una gran variedad de dispositivos, desde luces de bajo consumo hasta motores eléctricos.

Te interesará:  Registros de cambio universales

Rectificación de corriente

El tiristor también se utiliza para rectificar la corriente en un circuito eléctrico. Esto se logra al permitir que la corriente fluya en una sola dirección a través del circuito. Esta aplicación es especialmente útil en circuitos que requieren una corriente continua, como los circuitos de alimentación de ordenadores y otros dispositivos electrónicos.

Encendido de lámparas y motores

El tiristor se utiliza en aplicaciones que requieren el encendido de lámparas y motores. Por ejemplo, en un circuito de iluminación, el tiristor se utiliza para encender y apagar las luces a través del control de la corriente que fluye a través del circuito. En un motor eléctrico, el tiristor se utiliza para controlar la velocidad del motor ajustando la cantidad de corriente que fluye a través del circuito.

Dispositivos de protección

El tiristor también se utiliza como dispositivo de protección en circuitos eléctricos. Por ejemplo, en un circuito de alimentación de ordenadores, el tiristor se utiliza para proteger el circuito contra sobretensiones y cortocircuitos. Cuando se detecta una sobretensión o un cortocircuito, el tiristor se activa y desvía la corriente del circuito, evitando daños en el equipo.

Control de temperatura

El tiristor se utiliza en aplicaciones que requieren el control de la temperatura, como en sistemas de calefacción y refrigeración. En estos sistemas, el tiristor se utiliza para controlar la cantidad de corriente que fluye a través del circuito de calefacción o refrigeración, lo que a su vez afecta la temperatura del sistema.

Control de motores de corriente continua

El tiristor se utiliza para controlar la velocidad y el sentido de giro de los motores de corriente continua. En estos sistemas, el tiristor se utiliza para variar la cantidad de corriente que fluye a través del motor, lo que a su vez afecta la velocidad y el sentido de giro del motor.

Desde el control de potencia hasta la protección de circuitos, el tiristor es una herramienta esencial para el diseño y la implementación de circuitos eléctricos eficientes y seguros.

Componentes

Transistor

El Modelo de dos transistores de SCR o tiristor es un circuito que está compuesto por dos transistores. Los transistores son componentes electrónicos que permiten amplificar y controlar el flujo de corriente eléctrica.

  • Existen dos tipos de transistores: el transistor NPN y el transistor PNP.
  • Los transistores tienen tres terminales: emisor, base y colector.
  • En el circuito del Modelo de dos transistores de SCR, se utilizan dos transistores NPN.

Tiristor o SCR

El tiristor o SCR es un dispositivo semiconductor que permite controlar el flujo de corriente eléctrica en un circuito. El Modelo de dos transistores de SCR utiliza un tiristor para regular la corriente que fluye a través del circuito.

  • El tiristor tiene tres terminales: ánodo, cátodo y compuerta.
  • La compuerta es la que controla el flujo de corriente a través del tiristor.
  • El tiristor solo permite el paso de la corriente en una dirección, por lo que se utiliza en circuitos que requieren un control de corriente en una sola dirección.

Resistencias

Las resistencias son componentes electrónicos que limitan el flujo de corriente en un circuito. En el Modelo de dos transistores de SCR se utilizan dos resistencias para limitar la corriente en el circuito.

  • Las resistencias se miden en ohmios (Ω).
  • Las resistencias tienen un código de colores que indica su valor de resistencia.
  • Las resistencias se utilizan en circuitos para evitar que se dañen los componentes que no pueden soportar altas corrientes.

Condensadores

Los condensadores son componentes electrónicos que almacenan energía eléctrica en forma de carga eléctrica. En el Modelo de dos transistores de SCR se utiliza un condensador para filtrar la corriente que fluye a través del circuito.

  • Los condensadores se miden en faradios (F).
  • Los condensadores tienen dos terminales: positivo y negativo.
  • Los condensadores se utilizan en circuitos para filtrar la corriente eléctrica y para mantener una carga eléctrica estable en el circuito.

Características

El Modelo de dos transistores de SCR o tiristor es un dispositivo semiconducto que tiene ciertas características que lo hacen único y eficiente en su uso. Algunas de estas características son:

  • Unidireccionalidad: El tiristor solo permite el flujo de corriente en una dirección, lo que lo convierte en un dispositivo unidireccional.
  • Capacidad de bloqueo: El tiristor tiene la capacidad de bloquear el flujo de corriente en ambas direcciones cuando no está polarizado adecuadamente.
  • Disparo por corriente: El tiristor se puede activar mediante una corriente eléctrica que lo dispara y lo lleva a la conducción.
  • Disparo por voltaje: El tiristor también se puede activar mediante la aplicación de un voltaje suficiente que lo dispara y lo lleva a la conducción.
  • Gran capacidad de corriente: El tiristor puede manejar grandes cantidades de corriente eléctrica sin afectar su rendimiento.
  • Baja caída de voltaje: El tiristor tiene una caída de voltaje muy baja en comparación con otros dispositivos semiconductores.
  • Alta velocidad de conmutación: El tiristor es capaz de cambiar rápidamente de un estado de conducción a un estado de bloqueo.
  • Aplicaciones: El tiristor se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones, como en control de motores, en fuentes de alimentación, en electrónica de potencia, en sistemas de iluminación y en muchos otros campos relacionados con la electrónica.
Te interesará:  Transformadores de instrumentos: ¿Qué es? (y sus ventajas)

Tipos

El modelo de dos transistores de SCR o tiristor es una configuración de circuito electrónica que se utiliza para controlar la corriente eléctrica en un circuito. Esta configuración utiliza dos transistores para controlar la corriente a través de un tiristor, lo que permite un mayor control y precisión en la conmutación de la corriente.

Tipos de modelo de dos transistores de SCR o tiristor

Existen dos tipos principales de modelo de dos transistores de SCR o tiristor:

1. Configuración de emisor común

En esta configuración, los dos transistores comparten el mismo terminal de emisor. Esto permite un control más preciso de la corriente a través del tiristor, ya que ambos transistores pueden trabajar juntos para regular la corriente.

Esta configuración se utiliza comúnmente en aplicaciones donde se requiere una alta precisión en la conmutación de la corriente, como en sistemas de control de motores y en electrónica de potencia.

2. Configuración de base común

En esta configuración, los dos transistores comparten el mismo terminal de base. Esto permite un control más sencillo de la corriente a través del tiristor, ya que el transistor de control puede activarse directamente desde la señal de entrada.

Esta configuración se utiliza comúnmente en aplicaciones donde se requiere una alta velocidad de conmutación, como en sistemas de control de iluminación y en electrónica de telecomunicaciones.

Conclusiones

El modelo de dos transistores de SCR o tiristor es una configuración de circuito versátil y precisa que se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones. La elección entre la configuración de emisor común y la configuración de base común dependerá de los requisitos específicos de cada aplicación, como la precisión, la velocidad y la complejidad del circuito.

En cualquier caso, esta configuración de circuito proporciona un mayor control y precisión en la conmutación de la corriente eléctrica, lo que permite una mayor eficiencia y fiabilidad en el funcionamiento de los sistemas electrónicos.

Simulación

La simulación es una técnica utilizada en el campo de la electrónica para predecir y analizar el comportamiento de un circuito antes de su construcción física. Esto permite ahorrar tiempo y dinero, ya que se pueden realizar pruebas y ajustes en el diseño antes de la producción en masa.

En el caso del modelo de dos transistores de SCR o tiristor, la simulación se utiliza para comprobar su funcionamiento y asegurar su eficacia. Este modelo se compone de dos transistores conectados de tal manera que actúan como un único dispositivo SCR o tiristor.

Beneficios de la simulación

  • Permite identificar y solucionar problemas en el diseño antes de la producción en masa.
  • Reduce el tiempo de desarrollo y los costos asociados con la construcción física del circuito.
  • Permite realizar pruebas exhaustivas y ajustes en el diseño para mejorar su eficacia.

Cómo funciona la simulación

La simulación se lleva a cabo a través de software especializado que utiliza modelos matemáticos para predecir el comportamiento del circuito. Estos modelos se basan en las características de los componentes utilizados y las leyes de la física que rigen su funcionamiento.

Te interesará:  Características de una célula solar y parámetros de una célula solar

El software de simulación permite al usuario ingresar los valores de los componentes y las condiciones de operación del circuito. Luego, el software realiza cálculos y simula el comportamiento del circuito en tiempo real, proporcionando gráficos y datos para su análisis.

Ejemplo de simulación del modelo de dos transistores de SCR o tiristor

Supongamos que se desea simular el modelo de dos transistores de SCR o tiristor para su uso en un sistema de control de velocidad de un motor. Se ingresan los valores de los componentes y las condiciones de operación, como la frecuencia y la amplitud de la señal de control.

El software de simulación realiza los cálculos y proporciona gráficos que muestran el comportamiento del circuito en tiempo real. Por ejemplo, se pueden ver las diferentes señales de voltaje y corriente en cada componente, así como la forma de onda de la señal de salida del circuito.

Con esta información, se puede analizar el comportamiento del circuito y realizar ajustes en el diseño para mejorar su eficacia. Además, se puede comprobar que el circuito funciona correctamente antes de su construcción física, lo que ahorra tiempo y dinero en caso de que sea necesario realizar cambios en el diseño.

En el caso del modelo de dos transistores de SCR o tiristor, la simulación permite comprobar su funcionamiento y asegurar su eficacia.

En conclusión, el modelo de dos transistores de SCR o tiristor es una técnica muy útil y efectiva para controlar la corriente en circuitos de alta potencia. Además, es una alternativa económica y confiable para reemplazar dispositivos de mayor costo como los triacs. Aunque su diseño puede parecer complicado, con un poco de conocimiento en electrónica y un buen análisis del circuito, es posible construir un modelo de dos transistores de SCR que cumpla con las especificaciones necesarias para el funcionamiento correcto de un circuito. En resumen, este modelo es una excelente opción para aquellos que buscan un controlador de corriente eficiente y de bajo costo.

En conclusión, el modelo de dos transistores de SCR o tiristor es una técnica muy útil y efectiva para controlar la corriente en circuitos de alta potencia. Además, es una alternativa económica y confiable para reemplazar dispositivos de mayor costo como los triacs. Aunque su diseño puede parecer complicado, con un poco de conocimiento en electrónica y un buen análisis del circuito, es posible construir un modelo de dos transistores de SCR que cumpla con las especificaciones necesarias para el funcionamiento correcto de un circuito. En resumen, este modelo es una excelente opción para aquellos que buscan un controlador de corriente eficiente y de bajo costo.

En conclusión, el modelo de dos transistores de SCR o tiristor es una configuración sencilla pero efectiva para controlar la corriente en circuitos de alta potencia. Al utilizar dos transistores complementarios en la base del tiristor, se logra un control más preciso de la corriente que fluye a través del dispositivo. Además, esta configuración permite una mayor eficiencia en la disipación de calor, lo que lo hace ideal para aplicaciones que requieren un alto rendimiento y una larga vida útil. En resumen, el modelo de dos transistores de SCR o tiristor es una solución práctica y confiable para el control de la corriente en circuitos de alta potencia.

JORGE CABRERA BERRÍOS Administrator
Ingeniero Electrónico por la UNI, con maestría y doctorado por la University of Electro-Communications (Japón).

Deja un comentario

La medida de potencia trifásica es un concepto fundamental en la electricidad y la electrónica, especialmente en el campo de…