El Tiristor es el nombre original del equivalente para estado sólido a la válvula Thiratrón, aunque hoy en día se llama también rectificador controlado por silicio o SCR (Silicon Controlled Rectifier). La versión de SCR para conmutar corrientes alternas, es el Triac.

El Tiristor es un componente electrónico constituido por elementos semiconductores que utiliza realimentación interna para producir una conmutación. Los materiales de los que se compone son de tipo semiconductor, es decir, dependiendo de la temperatura a la que se encuentren pueden funcionar como aislantes o como conductores. Son dispositivos unidireccionales porque solamente transmiten la corriente en un único sentido. Se emplea generalmente para el control de potencia eléctrica y estan basados en transistores, con solamente tres terminales (Anodo-Katodo-Gate).

Observando la siguiente figura del circuito básico de un Tiristor, su simbología es la de un diodo, con los terminales ánodo-cátodo A-K y con un terminal de control o puerta G.

Consta de la unión ánodo-cátodo (A-K), que está normalmente bloqueada, de forma que no se permite el paso de corriente por la resistencia de carga RS. Al aplicar una tensión positiva, de aproximadamente 1V al terminal de puerta (G), la unión puerta-cátado (G-K) entra en conducción y permite el paso de corriente. Esta corriente de puerta se denomina habitualmente como corriente de disparo y es independientemente de la tensión o corriente en el ánodo (A). Cuando la corriente en puerta sobrepasa cierto valor (el umbral de disparo), el Tiristor se dispara y la unión ánodo-cátodo (A-K) conduce. La corriente seguirá fluyendo a través de la unión aunque desaparezca la corriente de puerta (G). Sin embargo, la corriente entre ánodo (A) y cátodo (K) se interrumpe, cuando cae por debajo de cierto valor, que es la corriente de retención.

En la siguiente figura se muestra el circuito básico de polarización de un Tiristor, basado en dos transistores bipolares, uno PNP y otro NPN, con salida de tres terminales puerta (G), ánado (A) y cátodo (K).

Las uniones del Tiristor son de tipo PNPN entre los mismos. Por tanto se puede modelar como 2 transistores típicos PNP y NPN, por eso se dice también que el Tiristor funciona con tensión realimentada. Se crean así 3 uniones (denominadas J1, J2, J3 respectivamente), el terminal de puerta está conectado a la unión J2 (unión NP).

En principio, un Tiristor polarizado en inversa, bloquea el paso de corriente al igual que un diodo. Aparte de la tensión inversa máxima, que suele ser muy alta y por lo tanto las especificaciones principales de un Tiristor son las características: corriente de ánodo y tensión ánodo y cátodo y la corriente de disparo de puerta.

 

El TRIAC o Triodo para Corriente Alterna es un dispositivo también semiconductor, de la familia de los Tiristores, que consiste básicamente en una estructura interna formada de dos Tiristores conectados en oposición, y compartiendo una entrada de control común. La diferencia con un TIRISTOR convencional es que éste es unidireccional y el TRIAC es bidireccional. De forma coloquial podría decirse que el TRIAC es un interruptor capaz de conmutar la corriente alterna. Posee también tres electrodos: A1, A2 (en este caso pierden la denominación de ánodo y cátodo) y puerta (G). El disparo del TRIAC se realiza aplicando una corriente al electrodo puerta (G).

El Triac, al igual que el Tiristor, puede ser disparado con una corriente de puerta (G) positiva. Otra similitud consiste en que la tensión de disparo se halla entre la puerta (G) y el cátodo. Al contrario que el Tiristor, sin embargo, el Triac también puede ser disparado con una tensión de puerta negativa, tanto cuando el ánodo es positivo con respecto al cátodo, como al revés. Esta característica permite al Tiristor ser usado como conmutador para corrientes alternas, estando controlado por pulsos de disparo que pueden ocurrir en cualquiera de los cuatro cuadrantes.

En la siguiente figura se muestra el Triac formado de dos Tiristores conectados en antiparalelo con las puertas de control (G) en común.

La mayoría de los Triacs necesitan una corriente de disparo relativamente baja cuando el ánodo y la puerta poseen la misma polaridad con respecto al cátodo. La corriente de disparo ha de ser normalmente mayor cuando la tensión la tensión de puerta es positiva y la del ánodo negativa. Así pues, cuando se utilizan pulsos de disparo de tensión continua sobre un Triac en un circuito de tensión alterna, la tensión de disparo ha de ser negativa con respecto al cátodo para permitir que el Triac se dispare con una corriente relativamente baja.

Las especificaciones principales de un Triac son sus características de transferencia, es decir, la respuesta de corriente/tensión del canal ánodo/cátodo, y la corriente de puerta a la cual se dispara el dispositivo.

 

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