Flip Off Thyristor Porte – Electrositio Español

En este tutorial, estudiaremos un tipo particular de tiristor conocido como tiristor de compuerta apagada. Estudiaremos su construcción, la imagen del circuito, las trazas V-I, el precepto de funcionamiento y algunas de las funciones comúnmente identificadas del Tiristor de Puerta Desactivada.

Introducción

Aunque el tiristor se utiliza ampliamente en funciones de potencia excesiva, siempre ha sufrido por ser una máquina semicontrolada. Aunque es muy posible que se encienda mediante una señal de puerta, debe apagarse interrumpiendo el primario presente utilizando un circuito de conmutación.

En el caso de los circuitos de conversión de CC a CC y de CC a CA, esto se convierte en una grave deficiencia con el tiristor como consecuencia de la ausencia del cero puro presente (como en el caso de los circuitos de CA). Por lo tanto, el evento de volteo del tiristor (GTO) resuelve la principal desventaja del tiristor asegurando el mecanismo de volteo del tiristor a través del terminal de la puerta.

GTO

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Fundamentos del tiristor del portal

Un tiristor de compuerta o GTO es una máquina de conmutación de semiconductores bipolares (servicio gestionado por la minoría de la corriente) con 3 terminales. Al igual que el típico tiristor, los terminales son el ánodo, el cátodo y la compuerta, como se demuestra en la determinación de la misma. Como el título indica, tiene la funcionalidad de voltear la puerta

Éstas tienen éxito no sólo para mostrar en ON el primario actual con un circuito de accionamiento de la puerta, sino también para mostrarlo en OFF. Una pequeña puerta constructiva presente activa el GTO en modo de conducción y, asimismo, mediante un impulso perjudicial en la puerta es capaz de desconectarse. Observa al determinar que la puerta tiene flechas dobles que distinguen al GTO del tiristor normal. Esto significa que el presente bidireccional se mueve a través del terminal de la puerta.

Símbolos GTO

La puerta actual necesaria para mostrar el GTO es comparativamente excesiva. Por ejemplo, un GTO de 4000V y 3000A puede tener una puerta de -750A para modificarlo. Por lo tanto, la adquisición estándar de GTO es baja y está dentro del rango de 4 a 5. Debido a este enorme presente perjudicial, los GTO se utilizan en funciones de baja potencia

Alternativamente, durante el estado de conducción, el GTO se comporta como un tiristor con una pequeña caída de tensión en el estado ON. El GTO tiene una velocidad de conmutación más rápida que el tiristor y tiene una tensión más alta y una clasificación más presente que los transistores de la instalación.

En este momento se pueden encontrar en el mercado varios estilos de GTOs con capacidades de tensión desigual y simétrica. Los GTOs con una capacidad de bloqueo hacia delante y hacia atrás idéntica se conocen como GTOs simétricos (S-GTOs). Se utilizan en los inversores de corriente, pero son considerablemente más lentos. Principalmente se utilizan GTOs irregulares (A-GTOs) como consecuencia de su caída de tensión en estado ON y sus trazos de temperatura seguros.

Estos GTO asimétricos tienen una funcionalidad de tensión inversa considerable (a veces de 20 a 25 V). Se utilizan en el lugar en el que o bien no se produce una tensión inversa en todo el circuito, o bien se relaciona un diodo de conducción inversa en todo el circuito. Este texto sólo describe los GTO asimétricos.

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Edificio

Contempla la construcción del GTO, que es más o menos como el tiristor. Normalmente es una máquina de 4 capas, tres uniones P-N-P-N como un tiristor normal. En este caso, la capa n+ en el acabado del cátodo está fuertemente dopada para adquirir una eficacia emisora excesiva. El resultado final es que la tensión de ruptura de la unión J3 es baja, lo que suele estar en el rango de 20 a 40 voltios

El grado de dopaje de la puerta de tipo p es muy graduado, ya que el grado de dopaje debe ser bajo para mantener la excesiva eficacia del emisor, mientras que para tener muy buenas propiedades de flip OFF, el dopaje de esta zona debe ser excesivo. Además, la puerta y los cátodos deben estar extremadamente interdigitados con numerosos tipos geométricos para optimizar la funcionalidad real de la desconexión.

Construcción GTO

La unión entre el ánodo P+ y la base N se llama unión anódica. Se requiere un área anódica P+ estrechamente dopada para adquirir la unión anódica de eficacia superior, de modo que se obtengan buenas propiedades de flip ON. Sin embargo, las capacidades de flip OFF se ven afectadas con tales GTOs

Este inconveniente puede resolverse introduciendo capas de N+ estrechamente dopadas a intervalos comunes en la capa anódica de P+, como se ha demostrado en la determinación. Así, esta capa de N+ hace un contacto directo con la capa de N en la unión J1. Esto hace que los electrones viajen desde la zona de la base N hasta el contacto metálico del ánodo con la inyección anódica P+. Esto se conoce como una construcción de GTO en cortocircuito con ánodo.

Debido a estos cortocircuitos anódicos, la capacidad de bloqueo inverso del GTO se reduce a la tensión de ruptura inversa de la unión j3 y, por tanto, acelera el mecanismo inverso a OFF

Sin embargo, con numerosos cortocircuitos en el ánodo, la eficiencia de la unión anódica se reduce y, por tanto, la eficiencia del GTO se degrada. Debido a este hecho, hay que tener cuidado con la densidad de estos cortocircuitos anódicos para conseguir una muy buena eficiencia de encendido y apagado del ánodo.

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Precepto de funcionamiento

El funcionamiento del giro del GTO es muy similar al de un tiristor tradicional. Cuando el terminal del ánodo se hace constructivo con respecto al cátodo, haciendo uso de una compuerta constructiva presente, la inyección presente de la salida de la compuerta adelante inclina la unión p-base del cátodo.

Esto termina con la emisión de electrones desde el cátodo hacia el terminal del ánodo. Esto induce una inyección de salida desde el terminal del ánodo a la zona inferior. Esta inyección de huecos y electrones es estable hasta que el GTO entra en el estado de conducción.

En el caso del tiristor, la conducción comienza inicialmente conectando el mundo catódico adyacente al terminal de la puerta. Y así, a través de la propagación del plasma, el espacio restante entra en conducción

Al contrario que un tiristor, el GTO consta de finas piezas catódicas que están estrechamente interdigitadas con el terminal de la puerta, por lo que el espacio conectado preliminarmente puede ser muy masivo y la dispersión del plasma es pequeña. Por tanto, el GTO entra en estado de conducción en poco tiempo.

Encendido y apagado del GTO

Para mostrar en OFF un GTO conductor, se utiliza una polarización inversa en la puerta, haciendo que ésta sea perjudicial con respecto al cátodo. Una parte de los agujeros de la capa base P se extrae a través de la compuerta que suprime la inyección de electrones del cátodo

En respuesta a esto, el hueco extra presente se extrae a través de la puerta, lo que resulta en una supresión extra de electrones del cátodo. Finalmente, la caída de tensión a través de la unión base p hace que la unión catódica de la puerta se invierta y, por tanto, el GTO se apague.

A través del curso de extracción del hueco, el área de la base p se agota regularmente, de modo que el espacio de conducción se aprieta. A medida que este curso de constante, el ánodo presente fluye a través de las zonas distantes formando filamentos de excesiva densidad presente. Esto provoca manchas nativas que pueden dañar la máquina, excepto que estos filamentos se extinguen pronto

Mediante el aparato de puerta de tensión excesiva, estos filamentos se extinguen rápidamente. Como resultado del ahorro de costes en la zona de la base N, el ánodo de la puerta actual sigue moviéndose aunque el cátodo actual haya cesado. Esto se conoce como una cola presente que decae exponencialmente a medida que los portadores de coste excesivo se reducen por el curso de la recombinación. Una vez que la cola de presente ha bajado hasta un grado de fuga de presente, la máquina mantiene sus trazos de bloqueo por delante.

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Golpes V-I

A través del botón ON, el GTO es muy similar al tiristor en su funcionamiento, por lo que las trazas del cuadrante primario son muy similares a las del tiristor. Cuando el ánodo es constructivo con respecto al cátodo, la máquina funciona en modo de bloqueo de avance. Mediante el dispositivo de la señal de puerta constructiva, el GTO entra en el estado de conducción

Las corrientes de fuga presentes y futuras son significativamente mayores en el GTO en comparación con el tiristor, como se demuestra en la determinación. El accionamiento de la puerta puede eliminarse si el ánodo actual está por encima del grado de retención actual.

Sin embargo, se recomienda no quitar el impulso constructivo de la puerta durante la conducción y llevar a cabo un valor más alto que el presente esencial de la puerta. Esto se debe a que el cátodo está subdividido en pequeñas partes de dedos, como se ha mencionado anteriormente, para ayudar en el curso de «flip OFF»

Esto hace que la presencia del ánodo descienda transitoriamente por debajo del grado de retención actual, lo que obliga a una presencia excesiva del ánodo a un ritmo excesivo de nuevo en el GTO. Esto puede ser indudablemente perjudicial. Debido a este hecho, algunos fabricantes sugieren una señal de puerta continua durante todo el estado de conducción.

Características del GTO

El GTO puede ser desactivado por el dispositivo de puerta inversora presente, que puede ser de paso o de rampa. El GTO se puede poner en OFF con la tensión anódica invertida hacia fuera. La línea discontinua dentro de la determinación revela la trayectoria i-v a lo largo de la inversión de OFF para una carga inductiva. Es de notar que a lo largo de toda la tensión OFF invertida, el GTO sólo puede bloquear una tensión nominal por delante

Para mantenerse alejado del accionamiento dv/dt y defender la máquina durante todo el tiempo de apagado, hay que relacionar un valor de resistencia realmente útil entre la puerta y el cátodo o mantener una pequeña tensión de polarización inversa (a veces -2V) en el terminal de la puerta. Esto evita que la unión catódica de la puerta se polarice frontalmente y, por tanto, el GTO se mantiene durante todo el estado de apagado.

En la situación de polarización inversa del GTO, la funcionalidad de bloqueo viene determinada por el tipo de GTO. Un GTO simétrico tiene una funcionalidad de bloqueo inverso excesiva, mientras que un GTO desigual tiene una funcionalidad de bloqueo inverso pequeña, como se demuestra en la determinación

Se observa que a lo largo de una situación de polarización inversa, después de una pequeña tensión inversa (20 a 30 V) el GTO comienza a conducir en carrera inversa como resultado de una breve construcción del ánodo. Este modo de funcionamiento no destruye la máquina, ya que la puerta tiene un sesgo negativo y el tiempo de esta operación debe ser pequeño.

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Puertas de tiristores con extremos de tiristores

Como resultado de las ventajas, como las maravillosas características de conmutación, la ausencia de escasez de circuitos de conmutación, el funcionamiento sin mantenimiento, y muchas otras, hace que el uso de GTO predomine sobre el tiristor en muchas funciones. Se utiliza como máquina de gestión principal en helicópteros e inversores. Algunas de estas funciones son

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