Conheça o SUS e o SBS (ART3980)
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Conheça o SUS e o SBS (ART3980)

Neste artigo analisaremos o funcionamento de dois dispositivos da família dos tiristores usados normalmente em aplicações de disparo de SCRs e Triacs além de outras.

ART1031S

SUS

SUS é o acrônimo para Silicon Unilateral Switch ou Chave Unilateral de Silício. Trata-se de um dispositivo semicondutor da família dos tiristores usado em comutação.

Na figura 1 temos o símbolo usado para representar esse componente e seu circuito equivalente, que nos permite entender seu funcionamento.

 

Figura 1 – Símbolo e circuito equivalente ao SUS
Figura 1 – Símbolo e circuito equivalente ao SUS

 

 

Os SUS são usados no disparo de SCRs e na produção de pulsos (formas de onda), além de outras aplicações.

Como os SCRs e outros dispositivos da família os SUS consistem em chaves regenerativas com a diferença de que em sua comporta (gate) existe um diodo zener que determina a tensão de disparo do componente.

Outro fato que diferencia o SUS de um SCR é que seu disparo é feito pela comporta de anodo.

Em funcionamento, quando a tensão entre o anodo e o catodo tornar-se suficientemente positivo para produzir a condução do diodo zener, o SUS dispara, ou seja, passa de estado de desligado para o de plena condução, fluindo então uma corrente intensa entre o anodo e o catodo.

Normalmente o diodo zener interno existente nos SUS tem uma tensão de 7,4 V o que, levando-se em conta a barreira de potencial entre o anodo e a comporta, determina uma tensão de disparo da ordem de 8 V.

Para os casos em que se desejar uma tensão de disparo menor, basta ligar um diodo zener de valor apropriado entre a comporta e o catodo.

Os SUS têm as seguintes especificações principais:

Dissipação (Pd) – é a potência máxima que podem dissipar, normalmente expressa em miliwatts

Pico inverso de tensão (Vdrm) – é a maior tensão que pode ser aplicada no sentido inverso

Corrente máxima de anodo (IA) – é a corrente máxima que podem conduzir no disparo

Corrente de pico máxima de anodo (IAP) – é o valor de pico da corrente de anodo

Corrente máxima de comporta (IG) – é a corrente máxima que pode flui pelo terminal de comporta

 

A curva característica desse componente é mostrada na figura 2.

 

 

Figura 2 – Curva característica do SUS
Figura 2 – Curva característica do SUS

 

 

Observe que ela é semelhante a de um SCR, com a diferença de que a tensão de disparo é programada pelo comporta, ou da ordem de 7 V se ela for mantida desligada.

 

Os invólucros dos SUS são semelhantes ao de transistores. Na figura 3 temos um exemplo de um desses componentes, os 2N4984 e 2N4985, que não são muito comuns atualmente.

 

 

Figura 3 – Invólucros típicos de SUS
Figura 3 – Invólucros típicos de SUS

 

 

Os máximos absolutos deste componente, obtidos do datasheet são dados na figura 4.

 

Figura 4 – Máximos absolutos de um SUS típico
Figura 4 – Máximos absolutos de um SUS típico

 

 

Como se trata de componente unilateral, ou seja, conduz a corrente num único sentido, ele é indicado ao disparo de circuitos com SCRs, sendo ligado à sua comporta.

Na figura 5 temos um circuito típico de um controle de potência com um SCR e SUS.

 

 

Figura 5 – Um controle de potência para motor usando um SCR e um SUS
Figura 5 – Um controle de potência para motor usando um SCR e um SUS

 

 

 

SBS

SBS significa Silicon Bilateral Switch ou Chave bilateral de Silício.

Esse componente, da família dos tiristores, consiste num semicondutor usado principalmente em circuitos de comutação.

Na figura 6 temos o símbolo adotado para representar o SBS assim como os seus circuitos equivalentes.

 

   Figura 6 – Símbolo e circuito equivalente ao SBS
Figura 6 – Símbolo e circuito equivalente ao SBS

 

 

O SBS, conforme podemos ver consta de dois SUS ligados em oposição, representados na figura por SCRs com disparo pelo anodo, ou disparo programado e zeners externos.

Assim, da mesma maneira que os SUS são usados nos circuitos de disparo de SCRs, os SBS são usados no disparo de Triacs, pois conduzem corrente nos dois sentidos.

O SBS funciona como um comutador acionado por tensão, no caso em que a tensão de disparo é determinada pelos zeners internos. Como temos dois zeners disparando dois SCRs a tensão de disparo pode ser tanto positiva como negativa.

A curva característica deste componente é mostrada na figura 7.

 

   Figura 7 – Característica do SBS
Figura 7 – Característica do SBS

 

 

Seu funcionamento ocorre da seguinte forma:

Se o sinal aplicado à comporta for positivo em relação ao terminal A1 é o diodo zener 2 que conduz e deste modo, é disparado o SCR2.

Se o sinal for positivo em relação ao terminal A2, neste caso é o diodo zener 1 que conduz e o disparo é de SCR1.

Veja que a ligação externa de diodos zener entre a comporta e o anodo, desde que sua tensão seja menor que a do zener de disparo interno, permite alterar as características de disparo deste componente.

As principais características deste componente são especificadas da seguinte forma:

 

Dissipação (Pd) – é a potência máxima que podem dissipar, normalmente expressa em miliwatts

Corrente máxima de anodo (IA) – é a corrente máxima que podem conduzir no disparo

Corrente de pico máxima de anodo (IAP) – é o valor de pico da corrente de anodo

Corrente máxima de comporta (IG) – é a corrente máxima que pode flui pelo terminal de comporta

 

Os SBS são obtidos em diversos tipos de invólucros. Na figura 8 temos um exemplo, para o SBS 2N4992 da GE que não é um componente não muito comum atualmente.

 

Figura 8 – O SBS 2N4992
Figura 8 – O SBS 2N4992

 

 

Na figura 9 temos os máximos absolutos desse componente do datasheet.

 

 

Figura 9 – Máximos absolutos do 2N4992
Figura 9 – Máximos absolutos do 2N4992

 

 

A tensão típica de disparo do SBS está entre 7 e 9 V, mas pode ser alterada pela polarização conveniente do gate..

Como O SBS pode conduzir a corrente em ambos os sentidos, ao disparar, ele é utilizado no disparo de Triacs enquanto o SUS é usado no disparo de SCRs.

Na figura 10 temos um circuito típico de aplicação em que o SBS e um Triac são usados num controle de potência (veja capítulo anterior).

 

Figura 10 – Controle de potência com SBS
Figura 10 – Controle de potência com SBS

 

 

 

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