Electronica de Potencia-transistores de Potencia

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  • 8/17/2019 Electronica de Potencia-transistores de Potencia

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    Ingeniería Electromecánica

     

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    Electronica de Potencia

    Instituto Tecnológico de Tapachula

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    Electronica de Potencia

    Instituto tecnológico de Tapachula

    Ingeniería electromecánica

    Séptimo semestre

    Investigación de “Transistores de Potencia”

    Equipo:

    Enixe Itel !ópe "i#uentes $lexis %odr&gue %odas

    Ernesto $ntonio $rreola $'arca (redi )aciel *choa +am'oa

    ,

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    Indice

    -

    Pag. Indice///////////////////////////////////////////////////////////////////////// - Introduccion///////////////////////////////////////////////////////////////// 

    Transistores de Potencia ////////////////////////////////////////////////// 1 ,., Principio de (uncionamiento///////////////////////////////////////// 2 -., Transistor 3ipolar de Potencia 3)T ///////////////////////////////// 2 -.,.- 4odo de tra'a5o///////////////////////////////////////////////////// 2 -.,. Especi#icaciones importantes ///////////////////////////////////// 6 -.,.1 "aracteristicas dinamicas ////////////////////////////////////////// 6 -.,.2 $rea de *peración ////////////////////////////////////////////////// 7 ., Transistor 4*S(ET //////////////////////////////////////////////////// 8 .,.- %egion de tra'a5o ////////////////////////////////////////////////// 8 E5emplos de 4*S(ET de potencia /////////////////////////////////////// ,0 1., Transistor I+3T //////////////////////////////////////////////////////// ,, 1.,.- "aracteiristicas ////////////////////////////////////////////////////// ,- 1.,. Estructura///////////////////////////////////////////////////////////// ,- 1.,.1 #uncionamiento/////////////////////////////////////////////////////// , 1.,.2 $pliacicones ////////////////////////////////////////////////////////// ,1 "onclucion ////////////////////////////////////////////////////////////////// ,2 $nexos//////////////////////////////////////////////////////////////////////// ,6 3i'liogra#ia////////////////////////////////////////////////////////////////// ,7

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    Introducción

    En esta investigación el tema a tratar es so're los dispositivos “transitores de potencia” donde se va explicar el principio de #uncionamiento de este dispositivo comparado con otros transistores 'asicos como el 3)T9 entre algunos otros.

    !a clasi#icacion de los transitores de potencia tam'ien es importante reconocerlos de acuerdo a su #uncionamiento  asi otorgaler una utilidad. $si tam'ien el tipo de conmutacion de cada unos de ellos9 de acuerdo si el transistor esta en corte o saturacion. El modo de tra'a5o en

    los transistores se puede llevar de acuerdo a sus polariaciones  regiones del transistor .

     $ lo largo de la investigacion se descri'ira cada uno de los transistores de potencias9 las di#erentes caracteristicas  limites de tra'a5o.

    Se dara a conocer para tener me5or in#ormacion de estos dispositivos9 tam'ien se daran e5emplos de aplicaciones.

    Tam'ien se complementara con las venta5as  desventa5as de sus uso en dichos sistemas electronicos de potencia9 asi se o'tendra una conclucion detallada de este tipo de transistores  por que suelen ser tan utiles.

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    Transistor de

    potencia

    unipolar o (ET

    I+3T3ipolar

    Transistores de Potencia

    El #uncionamiento  utiliación de los transistores de potencia es idéntico al de lostransistores normales9 teniendo "omo caracter&sticas especiales las altas tensiones e intensidades que tienen que soportar 9 por tanto9 las altas potencias a disipar.

    Existen tres tipos de transistores de potencia:

    El I+3T o#rece a los usuarios las venta5as de entrada 4*S9 m;s la capacidad de carga encorriente de los transistores 'ipolares:

    • Tra'a5a con tensión.

    • Tiempos de conmutación 'a5os.

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    ,., Principio de #uncionamiento

    !a di#erencia entre un transistor 'ipolar  un transistor unipolar o (ET es el modo deactuación so're el terminal de control. En el transistor 'ipolar ha que inectar una corriente de 'ase para regular la corriente de colector9 mientras que en el (ET el control se hace mediante la aplicación de una tensión entre puerta  #uente. Esta di#erencia viene determinada por la estructura interna de am'os dispositivos9 que son su'stancialmente distintas.

    Es una caracter&stica com?n9 sin em'argo9 el hecho de que la potencia que consume el terminal de control ='ase o puerta> es siempre m;s peque@a que la potencia mane5ada en los otros dos terminales.

    En resumen9 destacamos tres cosas #undamentales:

    • En un transistor 'ipolar I3 controla la magnitud de I".

    • En un (ET9 la tensión A+S controla la corriente I

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    Región activa directa: "orresponde a una polariación directa de la unión emisor/'ase  a

    una polariación inversa de la unión colector/'ase. Esta es la región de operación normal del transistor para ampli#icación.

    Región activa inversa: corresponde a una polariación inversa de la unión emisor/'ase  a una polariación directa de la unión colector/'ase. Esta región es usada raramente.

    Región de Corte: es una polariación inversa de am'as uniones.

    Región de saturación: corresponde a una polariación directa de am'as uniones. =$qu& el transistor act?a como modo encendido>.

    -.,. Especi#icaciones importantes

    !as principales caracter&sticas que han de considerase en los transistores 'ipolares de potencia son:

     I  Cmax : Intensidad m;xima de colector

    BV  CEO : Tensión de ruptura de colector/ emisor

     Pmax : Potencia m;xima disipa'le en región continuo

    -.,.1 "aracter&sticas din;micas

    6

    Ilustración 1 Regiones de BJT

    Ilustración 2 polarización

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    B Tiempoque emplea la se@al de salida en voluvionar etre el 80C : el ,0C e su valo #inal

    B

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    -.,.2 Drea de operación segura en un 3)T de potencia

    $dem;s de especi#icar la m;xima disipación de potencia a di#erentes temperaturas de encapsulado9 los #a'ricantes de transistores de potencia suelen indicar una gr;#ica de la #rontera del ;rea de operación sin riesgo9 la especi#icación de una S*$ t&pica presenta la #orma que se muestra a continuación.

    ,. !a corriente m;xima permisi'le: si se excede esta corriente de manera continua puede dar como resultado que se #unda los alam'res que conecten el dispositivo a los terminales del encapsulado.

    -. !a hipér'ola de m;xima disipación de potencia: en este el lugar geométrico que se

    cumple que V ce ic= Pmax  

    . !&mite de segunda ruptura: la segunda ruptura es un #enómeno que resulta de'ido a

    que la circulación de corriente por la unión entre el emisor  'ase no es uni#orme.%eci'e el nom're de puntos caliente. 1. Aolta5e de ruptura de la unión colector emisor: unca de'e permitirse que el valor

    instant;neo de Ace exceda de 3AceoF de otra manera ocurrir; la ruptura de avalancha de la unión entre colector  'ase.

    G

    Ilustración  !emostración de Curvas

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    4*S(ET 

     requiere solo de una peque@a corriente de entrada9 mientras que los 3)T son controlados por corriente aplicada en la 'ase.

    Tipos de "#$%ET:

    .,.- %egión de tra'a5o

    8

    Ilustración & curvas caracteristicas de los "#$%ET

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    Región de corte: en esta región la corriente que circula por el drenado es pr;cticamente

    nula. Región activa: en esta región se utilia en transistor como ampli#icador. Para un valor de Ags que ser; como minino Ags =th> se produce el paso de corriente entre el drenador  el surtidor.

    Región ó'mica: una de#inición de la región óhmica parte de la caracter&stica que satis#ace la condición.

    %ormulas:

    ,0

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    E5emplos de 4*S(ET de potencia

     E5emplos de 4*S(ET de 60 volts9 tipos de encapsulados.  Pueden ser seme5antes a los diodos

    *tras caracteristicas:

     4;xima tensión drenador/ #uente.

    ,,

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    1., Transistor I+3T

    El transistor 'ipolar de puerta aislada =I+3T9 del inglés Insulated +ate 3ipolar Transistor> es un dispositivo semiconductor que generalmente se aplica como interruptor controlado en circuitos de electrónica de potencia. Este dispositivo posee la caracter&sticas de las se@ales de puerta de los transistores de e#ecto campo con la capacidad de alta corriente  'a5o volt