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ING. Juan M. CORTEZ ING. Juan M. CORTEZ

Tiristores ujt y optoelectronica

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ING. Juan M. CORTEZING. Juan M. CORTEZ

Page 2: Tiristores ujt y optoelectronica

EL DIACEL DIAC Básicamente es un dispositivo de tres Básicamente es un dispositivo de tres

capas, similar a un transistor PNP, en el capas, similar a un transistor PNP, en el que la concentración de impurezas en sus que la concentración de impurezas en sus uniones es la misma.uniones es la misma.

Es un componente electrónico que está Es un componente electrónico que está preparado para conducir en los dos preparado para conducir en los dos sentidos de sus terminales, por ello se le sentidos de sus terminales, por ello se le denomina bidireccional, siempre que se denomina bidireccional, siempre que se llegue a su tensión de cebado o de dis-llegue a su tensión de cebado o de dis-paro(30v aproximadamente, dependiendo paro(30v aproximadamente, dependiendo del modelo).del modelo).

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Estructura interna y Símbolo un Estructura interna y Símbolo un DIACDIAC

ANODO 1

ANODO 2

P

N

P

Ánodo 1

Ánodo 2

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CURVA CARACTERÍSTICA DIACCURVA CARACTERÍSTICA DIAC

Page 5: Tiristores ujt y optoelectronica

ObservacionesObservaciones

Los voltajes de ruptura (VLos voltajes de ruptura (VBRBR) están muy ) están muy cercanos en magnitud, pero pueden variar cercanos en magnitud, pero pueden variar en un mínimo de 28 V a un máximo de 42 V. en un mínimo de 28 V a un máximo de 42 V.

Los niveles de corriente (IBR1 e IBR2), Los niveles de corriente (IBR1 e IBR2), también están muy cercanos en magnitud también están muy cercanos en magnitud para cada dispositivo. Para la unidad de la para cada dispositivo. Para la unidad de la figura, ambos niveles de corriente son cerca figura, ambos niveles de corriente son cerca de 200 de 200 mmA = 0.2 mA.A = 0.2 mA.

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TIRISTORES (SCR)TIRISTORES (SCR)

Como su nombre lo indica, el SCR es Como su nombre lo indica, el SCR es un rectificador construido con un rectificador construido con material de silicio con un tercer material de silicio con un tercer terminal para efecto de control.terminal para efecto de control.

El rectificador controlado de silicio El rectificador controlado de silicio (SCR) esta dentro de la familia de (SCR) esta dentro de la familia de dispositivos PNPNdispositivos PNPN

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ESTRUCTURA Y SÍMBOLO DDEL ESTRUCTURA Y SÍMBOLO DDEL SCRSCR

Page 8: Tiristores ujt y optoelectronica

ESTRUCTURA Y SÍMBOLO Y ESTRUCTURA Y SÍMBOLO Y EQUIVALENCIA DEL SCREQUIVALENCIA DEL SCR

Compuerta Compuerta

Compuerta

Page 9: Tiristores ujt y optoelectronica

La operación básica del SCRLa operación básica del SCR Es diferente de la del diodo semiconductor Es diferente de la del diodo semiconductor

de dos capas, en que un tercer terminal, de dos capas, en que un tercer terminal, llamado compuerta, determina cuándo el llamado compuerta, determina cuándo el rectificador conmuta del estado de circuito rectificador conmuta del estado de circuito abierto al de circuito cerrado.abierto al de circuito cerrado.

No es suficiente sólo la polarización directa No es suficiente sólo la polarización directa del ánodo al cátodo del dispositivo. En la del ánodo al cátodo del dispositivo. En la región de conducción la resistencia dinámica región de conducción la resistencia dinámica el SCR es típicamente de 0.01 a 0.1el SCR es típicamente de 0.01 a 0.1 . La  . La resistencia inversa es típicamente de 100 k resistencia inversa es típicamente de 100 k o más.o más.

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CURVAS CARACTERÍSTICAS CURVAS CARACTERÍSTICAS SCRSCR

Page 11: Tiristores ujt y optoelectronica

Aplicaciones del SCRAplicaciones del SCR Controles de relevador. Controles de relevador. Circuitos de retardo de tiempo. Circuitos de retardo de tiempo. Fuentes de alimentación reguladas. Fuentes de alimentación reguladas. Interruptores estáticos. Interruptores estáticos. Controles de motores. Controles de motores. Recortadores. Recortadores. Inversores. Inversores. Cargadores de baterías. Cargadores de baterías. Circuitos de protección. Circuitos de protección. Controles de calefacción. Controles de calefacción. Controles de fase.Controles de fase.

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Control de fase de resistencia Control de fase de resistencia variable de media onda.variable de media onda.

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TRIACTRIAC El Triac es un dispositivo semiconductor que El Triac es un dispositivo semiconductor que

pertenece a la familia de los dispositivos de pertenece a la familia de los dispositivos de control por tension. El triac es en esencia la control por tension. El triac es en esencia la conexión de dos tiristores en paralelo pero conexión de dos tiristores en paralelo pero conectados en sentido  opuesto y conectados en sentido  opuesto y compartiendo la misma compuerta. compartiendo la misma compuerta.

Page 14: Tiristores ujt y optoelectronica

El triac sólo se utiliza en corriente alterna El triac sólo se utiliza en corriente alterna y al igual que el SCR, se dispara por la y al igual que el SCR, se dispara por la compuerta. compuerta.

Como el triac funciona en corriente Como el triac funciona en corriente alterna, habrá una parte de la onda que alterna, habrá una parte de la onda que será positiva y otra negativa. será positiva y otra negativa. 

Si se controla el tiempo que cada tiristor Si se controla el tiempo que cada tiristor está en conducción, se puede controlar la está en conducción, se puede controlar la corriente que se entrega a una carga y por corriente que se entrega a una carga y por consiguiente la potencia que consume.  consiguiente la potencia que consume.  

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SÍMBOLO GRÁFICO DEL TRIAC Y SÍMBOLO GRÁFICO DEL TRIAC Y LAS CARACTERÍSTICAS.LAS CARACTERÍSTICAS.

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característica tensión – corriente característica tensión – corriente del Triac.del Triac.

Muestra la corriente a través del Triac Muestra la corriente a través del Triac como una función de la tensión entre los como una función de la tensión entre los ánodos MT2 y MT1.ánodos MT2 y MT1.

El punto VEl punto VBDBD ( tensión de ruptura) es el ( tensión de ruptura) es el punto por el cual el dispositivo pasa de punto por el cual el dispositivo pasa de una resistencia alta a una resistencia baja una resistencia alta a una resistencia baja y la corriente, a través del Triac, crece con y la corriente, a través del Triac, crece con un pequeño cambio en la tensión entre los un pequeño cambio en la tensión entre los ánodos.ánodos.

El Triac permanece en estado ON hasta El Triac permanece en estado ON hasta que la corriente disminuye por debajo de que la corriente disminuye por debajo de la corriente de mantenimiento Ila corriente de mantenimiento IHH

Page 17: Tiristores ujt y optoelectronica

Característica tensión–corriente del Característica tensión–corriente del Triac.Triac.

El mismo proceso ocurre con El mismo proceso ocurre con respecto al tercer cuadrante, cuando respecto al tercer cuadrante, cuando la tensión en el ánodo MT2 es la tensión en el ánodo MT2 es negativa con respecto al ánodo MT1 negativa con respecto al ánodo MT1 y obtenemos la característica y obtenemos la característica invertida. Por esto es un componente invertida. Por esto es un componente simétrico en cuanto a conducción y simétrico en cuanto a conducción y estado de bloqueo se refiere, pues la estado de bloqueo se refiere, pues la característica en el cuadrante I de la característica en el cuadrante I de la curva es igual curva es igual

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FORMAS DE ONDA DE LOS TRIACSFORMAS DE ONDA DE LOS TRIACS

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Aplicación del triac: control de fase Aplicación del triac: control de fase (potencia)(potencia)

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Page 21: Tiristores ujt y optoelectronica

TRANSISTOR UNIJUNTURA ( UJT )TRANSISTOR UNIJUNTURA ( UJT )

El UJT es un dispositivo de tres El UJT es un dispositivo de tres terminales y una sola unión. Esta terminales y una sola unión. Esta constituido por una barra de silicio tipo constituido por una barra de silicio tipo N llamado base, al cual se le han N llamado base, al cual se le han adicionado dos contactos denominados adicionado dos contactos denominados Base 1 ( BBase 1 ( B11 ) y Base 2 ( B ) y Base 2 ( B22 ) en cada ) en cada

extremo de la misma superficie y una extremo de la misma superficie y una pequeña región tipo P llamada emisor. pequeña región tipo P llamada emisor.

Se usa esencialmente como oscilador, Se usa esencialmente como oscilador, circuitos de sincronización y circuitos de circuitos de sincronización y circuitos de disparo del SCR y TRIAC etc. disparo del SCR y TRIAC etc.

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Estructura y símbolos de los UJTEstructura y símbolos de los UJT

IE = 0

N I

B 2 (b ase 2)

B 1 (B ase 1)

E P V B B

R B1 + R B2 = R B B

VR B 1 = VB B.R B 1

(RB 1+ R B 2)

n = R B 1

( R B 1 + R B 2)

VR B 1 = n V BB

donde:

R B 2

V ER B 1

V B B

B 2 +

B 1 -

E

B2

B1

EUJT

B1 (base1)

E(emisor)B2 (base2)

UJT

Page 23: Tiristores ujt y optoelectronica

FUNCIONAMIENTO DEL UJTFUNCIONAMIENTO DEL UJT Si alimentamos el emisor con un voltaje Si alimentamos el emisor con un voltaje

negativo la región agotada aumenta y esta negativo la región agotada aumenta y esta unión ofrece un resistencia máxima al unión ofrece un resistencia máxima al paso de la corriente ( pequeña ) de paso de la corriente ( pequeña ) de emisor, y no hay flujo de corriente de Bemisor, y no hay flujo de corriente de B11 a a

BB22 en esta situación se dice que el UJT esta en esta situación se dice que el UJT esta

apagado.apagado.

N

B 2 (bas e 2)

B 1 (Ba se 1)

E - P V B B

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FUNCIONAMIENTO DEL UJTFUNCIONAMIENTO DEL UJTSi alimentamos el emisor con un voltaje Si alimentamos el emisor con un voltaje positivo la región agotada disminuye y esta positivo la región agotada disminuye y esta unión ofrece un resistencia mínima al paso unión ofrece un resistencia mínima al paso de la corriente de emisor, y hay flujo de de la corriente de emisor, y hay flujo de corriente muy intenso de Bcorriente muy intenso de B11 a B a B22 en esta en esta

situación se dice que el UJT esta activado. situación se dice que el UJT esta activado.

N

B 2 (base 2)

B1 (Ba se 1)

E + P VB B

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Curva del UJTCurva del UJT

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Oscilador de RelajaciónOscilador de Relajación

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Page 28: Tiristores ujt y optoelectronica

OPTOELECTRONICAOPTOELECTRONICA

Los dispositivos electronicos mas Los dispositivos electronicos mas utilizados son:utilizados son:• FotodiodoFotodiodo• FototransistorFototransistor• LEDLED• OptoaclopladorOptoacloplador• DisplayDisplay

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FOTODIODOFOTODIODO

Dispositivo que varia su conductividad al recibir Dispositivo que varia su conductividad al recibir luz, sin iluminacion practicamente no conduce.luz, sin iluminacion practicamente no conduce.

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FOTOTRANSISTORFOTOTRANSISTOR

Es un dispositivo similar a un Es un dispositivo similar a un transistor convencional, pero posee transistor convencional, pero posee una ventana transparente (de vidrio una ventana transparente (de vidrio o plastico) que deja pasar la luz o plastico) que deja pasar la luz permitiendo que al incidir esta se permitiendo que al incidir esta se modifique su conduccion de modifique su conduccion de corriente. La ventana transparente corriente. La ventana transparente puede tener forma de lente para de puede tener forma de lente para de esa forma concentrar la luz incidenteesa forma concentrar la luz incidente

Page 31: Tiristores ujt y optoelectronica

FOTOTRANSISTORFOTOTRANSISTOR

Page 32: Tiristores ujt y optoelectronica

DIODO EMISOR DE LUZ (LED)DIODO EMISOR DE LUZ (LED)

Son diodos semiconductores Son diodos semiconductores fabricados para que emitan luz al fabricados para que emitan luz al ser polarizados directamente. ser polarizados directamente. Necesitan voltajes del orden de Necesitan voltajes del orden de 1.6 a 2 V para emitir luz, pueden 1.6 a 2 V para emitir luz, pueden consumir corrientes hasta de 80 consumir corrientes hasta de 80 mA, por lo que deben tener mA, por lo que deben tener resistencias limitadoras de resistencias limitadoras de corriente conectadas en seriecorriente conectadas en serie

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DIODO EMISOR DE LUZ (LED)DIODO EMISOR DE LUZ (LED)

Page 34: Tiristores ujt y optoelectronica

DIODO EMISOR DE LUZ (LED)DIODO EMISOR DE LUZ (LED)

Clasificacion, se clasifican según:Clasificacion, se clasifican según:• Por su formaPor su forma• Por la emision de luzPor la emision de luz• Por la estructura internaPor la estructura interna• Por el tamaPor el tamañoño

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CLASIFICACIONCLASIFICACION Por la formaPor la forma

Redondo Rectangular Punta de flecha

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CLASIFICACIONCLASIFICACION Por la emision de luzPor la emision de luz

Page 37: Tiristores ujt y optoelectronica

CLASIFICACIONCLASIFICACION

Por la estructura internaPor la estructura interna

Page 38: Tiristores ujt y optoelectronica

CLASIFICACIONCLASIFICACION

Por el tamaPor el tamañoño• MiniaturaMiniatura• MedianoMediano

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DIODO EMISOR DE LUZ (LED)DIODO EMISOR DE LUZ (LED)

VentajasVentajas• Velocidad altaVelocidad alta• Bajo costoBajo costo• Larga vidaLarga vida• Funciona con baja tension, compatible Funciona con baja tension, compatible

con IC’scon IC’s• Variedad de coloresVariedad de colores

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DIODO EMISOR DE LUZ (LED)DIODO EMISOR DE LUZ (LED)

DesventajasDesventajas• Se deterioran con sobrecorrientes Se deterioran con sobrecorrientes

o sobrevoltajeso sobrevoltajes• Su voltaje inverso maximo no Su voltaje inverso maximo no

excede de 4 Vexcede de 4 V• Son sensibles a variaciones de Son sensibles a variaciones de

temperatura.temperatura.

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OPTOACOPLADOROPTOACOPLADOR

Es un circuito cuya funcion es la de aislar Es un circuito cuya funcion es la de aislar circuitos electricamente, pero permite su circuitos electricamente, pero permite su acoplamiento para dejar pasar seacoplamiento para dejar pasar señales ñales de controlde control

Page 42: Tiristores ujt y optoelectronica

OPTOACOPLADOROPTOACOPLADOR

Componentes Componentes

Page 43: Tiristores ujt y optoelectronica

OPTOACOPLADOROPTOACOPLADOR

Forma fisicaForma fisica

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OPTOACOPLADOROPTOACOPLADOR

ClasificacionClasificacion

A) LED-FOTOTRANSISTOR

Page 45: Tiristores ujt y optoelectronica

OPTOACOPLADOROPTOACOPLADOR

B) LED-FOTOTRANSISTOR MULTIPLESB) LED-FOTOTRANSISTOR MULTIPLES

DOBLE TRIPLE CUADRUPLE

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OPTOACOPLADOROPTOACOPLADOR

C)DOS LED-FOTOTRANSISTOR C)DOS LED-FOTOTRANSISTOR D)LED-FOTODARLINGTOND)LED-FOTODARLINGTON

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OPTOACOPLADOROPTOACOPLADOR

E)LED-LASCR F)LED-NAND G)LED-FET

Page 48: Tiristores ujt y optoelectronica

OPTOACOPLADOROPTOACOPLADOR

H) DARLINGTON DE ALTO VOLTAJE I)EXCITADOR DE TRIAC