Transcript Dispositivos de cuatro capas (PNPN)

Dispositivos de cuatro capas (PNPN)
SCR (Rectificadores Controlados de Silicio)
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Dispositivo de 4 capas y 3 terminales
Manejo de potencias significativas


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I > 5kA
V > 10kV
Las junturas externas están polarizadas en
directa y la interna en reversa.
Una corriente por el gate sirve para
polarizar la juntura intermedia y poner el
disp. en conducción
The diode model
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Ppio. De funcionamiento: Actúa como un par de transistores
realimentados positivamente.
BJT son intrínsicamente
de baja ganancia (ancho
base comp. a diff. length)
La suma α1 + α2 resulta < 1 (los transistores
son de bajo beta) para Vak bajas
La relación aumenta con Vak debido a:
a)
Aumento de la zona de vac en J2,3 y por
ende de I y del factor de transporte
b)
Mayores niveles de inyección aumentan la
eficiencia de Emisor
c)
La multiplicación de portadores en J2,3
siempre produce el disparo (aún a pesar
de los dos anteriores)
Una Ig > 0 produce corriente inicial mayor, y el
dispositivo se activa con menor tensión
Vak
Operación
SCR de Cátodo cortocircuitado
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Características de encendido
reproducibles
Adds a contact to P3 far from the
gate
A bajas I, P3/N4 está en cc y la
ganancia de N4-P3-N2 es 0.
A mayores I, la VB se incrementa
y P3-N4 se polariza en directa
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Conduce corriente en un solo
sentido
Puede dispararse también por
tensiones directas altas o dV/dt
(capacidad de J2,3)
Una vez disparado conduce
siempre y cuando I>IH
Un pico elevado de corriente
di/dt (para prendido) puede
quemar el dispositivo
Factores importantes
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Peak forward and reverse breakdown voltages
Maximum forward current
Gate trigger voltage and current
Minimum holding current, IH
Power dissipation
Maximum dV/dt
Ventajas
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Requiere poca corriente de gate para disparar una gran
corriente directa
Puede bloquear ambas polaridades de una señal de A.C.
Bloquea altas tensiones y tiene caídas en directa pequeñas
Desventajas
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El dispositivo no se apaga con Ig=0
No pueden operar a altas frecuencias
Pueden dispararse por ruidos de tensión
Tienen un rango limitado de operación con respecto a la
temperatura
Triacs
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El dispositivo puede encenderse tanto con tensión
A1-A2 positiva como negativa, utilizando una tensión
del signo adecuado en el gate.
MAC210A8
DIAC
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No conduce hasta que se supera la
tensión de disparo
Puede utilizarse para disparar un
triac
Disipaciones típicas de ½ a 1 W
Características Típicas
Aplicaciones
• Control de iluminación
• Control de motores
• Llaves de protección y conección de circuitos
Opto-SCR
Opto-Triacs
Transistor Unijuntura
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Sobre una determinada tensión Vp exhibe una zona de resistencia negativa
Factores: Ip – corriente pico de emisor; Vmax; Rbb – resistencia de base;
Vp
Transitor Unijuntura (2)
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Aplicación típica: Oscilador de relajación
Memristor
Memristor
  Mq
 v dt  M  i dt
HP Memristor
Referencias
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Robert F. Pierret, Semiconductor Device Fundamentals,
Addison –Wesley, 1996. Capítulo 13.