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1. Prof. Gustavo Fernandes de Lima
<gustavo.lima@ifrn.edu.br>
Tiristores

2. Programa da aula
2
 Introdução
 SCR (Retificador Controlado de Silício)
 DIAC (Diodo de Corrente Alternada)
 TRIAC (Triodo de Corrente Alternada)

3. Introdução
3
 O tiristor é um dispositivo de quatro camadas e
membro da família dos semi-condutores que tem
dois estados estáveis de operação: um estado
apresenta corrente aproximadamente igual a
zero, e o outro tem uma corrente elevada;
limitada apenas pela resistência externa.
 O tiristor pode ser considerado uma chave
unidirecional que substitui, com vantagens, por
exemplo, contatores e relés de grande
capacidade.

4. Introdução
4
 Tornou-se vantajoso no controle de grandes
potências.
 Dispositivo leve, pequeno, confiável, de ação rápida;
 Pode ser ligado com correntes muito reduzidas; e
 Não apresenta problemas de desgaste mecânico
porque não possui partes móveis.

5. Introdução
5
 Comparação entre os semicondutores
Limites de operação de componentes semicondutores de potência

6. SCR
6
 Introdução
 SCR (Silicon Controlled Rectifier) - Retificador
Controlado de Silício.
 É o tiristor de uso mais difundido.
 Possui 3 terminais: anodo e catodo, pelos quais
flui a corrente,
 E a porta (ou gate) que, a uma injeção de
corrente, faz com que se estabeleça a corrente.

7. SCR
7
 Simbologia, camadas e junções
Símbolo e Camadas de Semicondutores

8. SCR
8
 Funcionamento
 Para entendermos o funcionamento, vamos
utilizar o circuito equivalente de 2 transistores.
 Aplicando-se uma tensão
E [(+) no anodo (A) e (-) no
catodo (K)] veremos que o
transistor PNP e o NPN não
conduzem porque não circula a
corrente i2 e a corrente i1.

9. SCR
9
 Funcionamento

10. SCR
10
 Aplicando agora um pulso positivo no
gate (G) em relação ao catodo, (o
pulso deve ter amplitude maior que 0,7
V, pois entre G e K existe uma junção
PN formando um diodo), vamos fazer
circular a corrente i1 que fará o
transistor NPN entrar em condução.
Com isso i2 também irá circular
fazendo com que o transistor PNP
conduza.
 Funcionamento

11. SCR
11
 Funcionamento
 Assim, sendo, o pulso no gate não é mais
necessário pois o transistor PNP mantém o NPN
conduzindo e vice-versa.
 Esse estado de condução permanecerá
indefinidamente. A única maneira de desligar o
SCR é fazer a tensão E (entre anodo e catodo)
igual a zero.

12. SCR
12
 Características Básicas
 São chaves estáticas bi-estáveis, ou seja,
trabalham em dois estados: não condução e
condução, com a possibilidade de controle.
 O uso do silício foi utilizado devido a sua alta
capacidade de potência e capacidade de
suportar altas temperaturas.
 Apresentam alta velocidade de comutação e
elevada vida útil.

13. SCR
13
 Exemplos de encapsulamento
Tipos de encapsulamento

14. SCR
14
 Curva característica
Curva Corrente versus Tensão

15. SCR
15
 Curva característica
 IL – Latching Current: para entrar em condução o SCR deve conduzir
uma corrente suficiente. O SCR não entrará em condução se a
Corrente de Gatilho IGK for suprimida antes que a Corrente de Ânodo
IA atinja esse valor;
 IH - Holding Current: uma vez retirada a corrente de gatilho, a
mínima Corrente de Ânodo IA para manter o SCR em condução é
chamada Corrente de Manutenção;
 VBR – Tensão de Breakdown, é a tensão reversa máxima que o SCR
suporta;
 VBO - Tensão de Breakover, é a tensão direta que faz o SCR
conduzir, sem que haja sinal no gate;
 IAMAX - Máxima corrente de anodo que não danifica o SCR, pode ser
dada como valor RMS, médio, de pico ou instantâneo;

16. SCR
16
 Aplicações
 Controles de relés e motores;
 Fontes de tensão reguladas;
 Choppers (variadores de tensão CC);
 Inversores CC-CA;
 Carregadores de bateria;
 Controle de iluminação

17. SCR
17
 Controle de Iluminação
Aplicação do SCR no Controle de Brilho da Lâmpada

18. SCR
18
 Controle de Iluminação (de 0 a 100%)
Circuito para o Controle de Brilho da Lâmpada

19. SCR
19
 Controle de Iluminação (de 0 a 50%)
Circuito para o Controle Parcial de Brilho da Lâmpada
https://encrypted-
tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQy1_8PayLAZxHIqBeX5tKyqLamjv9zj_liI66jmzLqQsIoU3yO

20. SCR
20
 Controle de Iluminação (de 0 a 50%)
Circuito para o Controle Parcial de Brilho da Lâmpada

21. SCR
21
 Controle de Iluminação (de 0 a 50%)
Vídeo do Circuito para o Controle Parcial de Brilho da Lâmpada
https://www.youtube.com/watch?v=lRDY5QUkL_w

22. SCR
22
 Controle de Iluminação (de 0 a 50%)
Vrms= 75.6895 V Vrms = 57.9695 V Vrms = 44.9495 V
Formas de Onda

23. DIAC
23
 Introdução
 DIAC: Diodo de Corrente Alternada;
 Possui três camadas semicondutoras, como
ocorre no transistor bipolar;
 Porém se diferencia do transistor devido ao fato
de que as concentrações de dopagem em volta
das duas junções devem ser iguais;

24. DIAC
24
 Simbologia, Camadas e Componente
Símbolo, Camadas Semicondutoras e Componente Comercial DIAC

25. DIAC
25
 Características Básicas
 Suporta elevados picos de corrente
 Apresenta tensão de avalanche especificada (VB)
 É usado nos circuitos de disparo dos TRIAC.
 Como um DIAC é um gatilho bidirecional, seus
terminais são marcados como A1 ou MT1 e A2
ou MT2.

26. DIAC
26
 Curva Característica

27. DIAC
27
 Funcionamento
 O DIAC conduz quando a tensão em seus
terminais excede o valor de Breakover (VBO) em
qualquer sentido;
 Após o início da condução a tensão passa de um
valor VBO para um valor inferior VH, que se
mantém enquanto o DIAC conduz;
 Após conduzir a única forma de levá-lo ao corte
é por meio de uma redução de corrente,
reduzindo-a abaixo de um valor especificado;

28. TRIAC
28
 Introdução
 TRIAC: Triodo de Corrente Alternada;
 O TRIAC desempenha a função de 2 SCRs numa
operação de onda completa;
 O disparo pode ser feito tanto com pulso positivo
quanto negativo.

29. TRIAC
29
 Introdução
 O TRIAC proporciona maior simplicidade e
eficiência, no controle de potência de onda
completa.
 O TRIAC também pode ser entendido como um
DIAC no qual foi adicionado um terminal de
controle permitindo disparar o dispositivo com
diferentes valores de tensão.

30. TRIAC
30
 Simbologia, Equivalente e Componente
Símbolo Estrutura Equivalente com 2 SCRs Componente

31. TRIAC
31
 Curva Característica

32. TRIAC
32
 Aplicação
 Revisão - Relé Eletromecânico

33. TRIAC
33
 Aplicação
 Relé de Estado Sólido
http://www.cuin.com.br/2012/08/rele-de-estado-solido-para-arduino-open-
hardware/

34. TRIAC
34
 Relé de Estado Sólido
Vídeo do Circuito do Relé com Triac
https://www.youtube.com/watch?v=RRCmF628Hf0

35. TRIAC
35
 Aplicação
 Controle de Iluminação (Dimmer Analógico)
www.feiradeciencias.com.br

36. TRIAC
36
 Aplicação
 Controle de Iluminação (Dimmer Digital)
http://i.stack.imgur.com/BGMTp.jpg

37. TRIAC
37
 Controle de Iluminação (Dimmer Digital)
Circuito para o Controle do Brilho da Lâmpada

38. TRIAC
38
 Controle de Iluminação (Dimmer Digital)
Vídeo do Circuito para o Controle do Brilho da Lâmpada
https://www.youtube.com/watch?v=5YWZ-cRxhy0

39. TRIAC
39
 Controle de Iluminação (Dimmer Digital)
212.6850 V 205.6945 V 161.5899 V 81.0535 V
Formas de Onda

40. TRIAC
40
 Controle de Iluminação (Dimmer Digital)
 Cálculo do Vrms de forma discreta
0 50 100 150 200 250 300 350
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
Angulo (Graus)
Amplitude
Tensão Senoidal
Seno

41. TRIAC
41
 Cálculo do Vrms de forma discreta (passo-a-passo)

42. TRIAC
42
 Cálculo do Vrms de forma discreta (passo-a-passo)

43. TRIAC
43
 Cálculo do Vrms de forma discreta (passo-a-passo)

44. Fim
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O B R I G A D O
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