Thyristors (ING035)

Tiristores (Thyristors) são dispopsitivos semicondutores de quatro camadas, incluindo-se nessa categoria de componentes os SCRs e os Triacs. Analisando as folhas de dados e folhas de aplicações desses componentes em inglês, encontramos uma série de termos técnicos específicos que o profissional, o estudante e qualquer praticante de eletrônica deve conhecer.

Nesse texto vamos tratar justamente dos tiristores, analisando alguns dos tipos mais comuns e os termos técnicos em inglês usados para especificá-los.

SCRs e Triacs são os mais comuns dos tiristores, mas nessa família podemos incluir dispositivos como os quadracs, diacs, SUS, SBSs, SIDACs e muitos outros semicondutores de comutação.

A estrutura básica de um dispositivo dessa família apresenta quatro camadas semicondutoras alternadas, conforme mostra a figura 1, daí a denominação também de "diodo de quatro camadas".

 

As camadas semicondutoras
As camadas semicondutoras

 

Muitos dos termos em inglês usados nas especificações desses componentes também aparecem em outros semicondutores como os transistores bipolares, MOSFETs, IGBTs, mas a sua interpretação em alguns casos pode ser diferente.

 

Assim, para que possamos aprender um pouco sobre esses termos vamos parttir do seguinte texto retirado do "The Power Semiconductor Data Book" da Texas Instruments.

 

"Thyristor - A bistable semiconductor device comprising three or more junctions, which can be switched from the off-state to the on-state, or vice versa, such switching occuring within at least one quadrant of the principle voltage-current characteristic"

 

Vocabulário:

Bistable - biestável

Device - dispositivo

Junctions - junções

Switched - comutada

Such - tal como, como

At least - pelo menos

Principle - principal

 

Observe o uso do termo bistable (biestável) para designar um dispositivo (ou circuito) que tem apenas um estado possível estável, ou seja, permanece ou não em plena condução, não apresentando estados intermediários como, por exemplo, um transistor.

 

Assim, o termo bistable também é usado em dispositivos de comutação, além de multivibradores ou temporizadores.

 

Um outro termo que aparece bastante em literatura técnica é "at least" (pelo menos). Devemos prestar atenção ao seu uso, pois ele designa uma condição que deve ocorrer numa condição mínima para que, o que se descreve seja válido.

 

A tradução do texto será:

 

"Tiristor - Um dispositivo biestável compreendendo três ou mais junções, as quais podem ser comutadas do estado desligado para io estado ligado ou vice-versa, tal comutação ocorrendo dentro de pelo menos um quadrante da característica tensão-corrente principal".

 

Veja então que tiristor é definido como um componente biestável que poossui três ou mais junções e que comuta em pelo menos um quadrante da curva característica.

 

Na figura 2 temos a curva característica de um SCR, observando-se alguns termos que são usados na designação de pontos importantes.

 

Curva característica de um SCR.
Curva característica de um SCR.

 

Podemos definir esses pontos da seguinte maneira;

On state - Estado ligado (plena condução)

Off state - Estado desligado (sem conduzir)

Minimum on state voltage - menor tensão no estado ligado - uma tensão menor que essa faz com que o dispositivo deixe de conduzir

Holding current - corrente de manutenção - uma corrente menor que essa faz o dispositivo desligar.

Reversing Blocking State - Estado de bloqueio inverso

Reverse Breakdown Voltage/Current - Tensão/corrente inversa de ruptura - é a tensão que aplicada no sentido inverso faz com que o dispositivo tenha sua junção rompida e passe a conduzir (destruição do dispositivo) - para a corrente trata-se da corrente que circula nessas condições

Breakover Voltage/Current - Corrente/tensão de início de condução

 

Um segundo texto do mesmo manual, descreve um tipo especial de tiristor que pode ser desligado pela comporta (turn-off):

 

"A thyristor which can be switched from the on-state to the off-state, and vice versa by applying control signals of appropriate polarities to the gate terminal, with the ratio of triggering power to triggered power appreciably less than one"

 

Vocabulário:

Applying - aplicando

Polarities - polaridades

Ratio - relação

Triggering - disparo

Triggered - disparada

Less - menor, menos

 

Traduzindo:

"Um tiristor que pode ser comutado do estado de condução para não condução, e vice-versa, aplicando-se sinais de controle de polaridade apropriada ao terminal de comporta, com uma relação de potência de disparo para potência dispara apreciavelmente menor do que um".

 

Podemos deduzir que se trata de um tipo de tiristor que pode ser desligado, aplicando-se à comporta um sinal de polaridade apropriada que tenha intensidade menor do que a potência controlada pelo dispositivo.

 

A seguir alguns símbolos, termos e definições relativas às características dos SCRs:

 

Termos para correntes:

Símbolo Termo Definição
I(BO) Static Breakover Current A corrente principal no ponto de início de condução
I(BR)R Static Reverse Breakdown Current A corrente principal no ponto de ruptura inversa
ID(rms)
ID
ID (av)
IDM
RMS Off-State Current
Static Off-State Current
Instantaneous Off-State Current
Peak Off-State Current
Corrente principal que circula no estado desligado (fuga)
IDRM Repetitive Peak Off-State Current Corrente máxima instantânea que resulta da aplicação de picos no estado desligado
IG
IG(av)IGM
Static Gate Current
Average Gate Current
Peak Gate Current
Corrente resultante da tensão de disparo
IGT
IGTM
Static Gate Trigger Current
Peak Gate Trigger Current
Menor corrente exigida para disparar o tiristor
IH Static Holding Current Corrente de manutenção - a menor corrente que o tiristor pode controlar
IT(rms)
IT
IT(AV)
RMS On-State Current
Static On-State Current
Average On-State Current
Corrente priincipal quando o tiristor está no estado de condução

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