presentacion acerca de la composicion y modo de funcionamiento de los amplificadores operacionales y tiristores

1. Amplificadores Operacionales y
Tiristores

2. Laboratorio de Electrónica
Industrial UNAPEC

3. Amplificadores Operacionales

4. Amplificador Operacional
●
El término se refiere a un amplificador de corriente directa de alta
ganancia con una entrada diferencial. Estos dispositivos poseen
una elevadísima resistencia de entrada, por lo que pueden
detectar señales muy pequeñas (de orden de microvoltios) y
amplificarlas miles de veces.

5. Origen
• El Amplificador Operacional fue desarrollado en los inicios de los años
1940 para ser utilizado en computadoras analógicas. Más adelante, en
1967, la empresa "Fairchild semiconductor" introdujo al mercado el
primer amplificador operacional en la forma de un circuito integrado,
logrando disminuir su tamaño, consumo de energía y precio.

6. Símbolos de op amp
• Los Terminales son:
-Input: Entrada Inversora
+ Input: Entrada no inversora.
-Vss: Alimentación negativa.
+Vss: Alimentación positiva
Output: Salida

7. Características del Op Amp
• Son dispositivos que amplifican la
diferencia del voltaje de sus dos
entradas.
• Posee alta ganancia.
• Impedancia de entrada muy alta,
(mayor a 1 Megaohm)
• Baja impedancia de salida (de 8 a 20
ohmios).
• Son muy versátiles
• Las propiedades de los Op Amp
dependen del tipo de configuración
que posean.

8. Propiedades del Amplificador Operacional
Ideal y Real
AO Ideal
• Impedancia de entrada infinita (Ri= ∞ )
• Impedancia de salida nula (Ro = 0).
• Ganancia diferencial de tensión es
infinita (Av= ∞ ).
• Las resistencias de entrada son
infinitas.
• Es capaz de amplificar la señal de
entrada independientemente de su
frecuencia.

9. Propiedades del Amplificador Operacional
Ideal y Real
AO Real
●
La impedancia de entrada, no es
infinita.
●
La impedancia de salida del
amplificador operacional no es cero.
●
La ganancia de un operacional no es
infinita.
●
Las resistencias de entrada no son
infinitas.
●
No puede soportar cualquier
frecuencias.

10. Configuraciones del Op Amp
Lazo Abierto
• Un Op Amp de lazo abierto es cuando este no posee resistores
externos que cierran un lazo de retroalimentación.

11. Configuraciones del Op Amp
• Lazo Cerrado: Cuando posee resistores externos que cierran un lazo
de retroalimentación.
• Retroalimentación Negativa: Es cuando parte del voltaje de salida se
retroalimenta a la entrada inversora de tal forma que tiende a disminuir la
magnitud del voltaje de entrada.
• Retroalimentación Positiva: Es cuando parte del voltaje de salida se
retroalimenta a la entrada no inversora.

12. Tipos de Amplificadores Operacionales
Inversor:
• Un amplificador operacional inversor es un amplificador en el cual la
polaridad de salida o fase es opuesta a la polaridad de entrada.

13. Tipos de Amplificadores Operacionales
No Inversor:
• El voltaje de salida de un amplificador operacional no inversor tiene la
misma polaridad del voltaje de entrada. Trabaja como multiplicador de
ganancia constante.

14. Tipos de Amplificadores Operacionales
Sumador
• Es probable que el más útil de los amplificadores operacionales utilizados
en computadoras analógicas sea esta configuración la cual se muestra en
la figura.

15. Tipos de Amplificadores Operacionales
Seguidor de Tensión:
• Es aquel circuito que proporciona a la salida la misma tensión que a la
entrada, independientemente de la carga que se le acopla, que es tanto
como decir, independientemente de la intensidad que se demande.
Vi = Vo

16. Tipos de Amplificadores Operacionales
Integrador:
• Una configuración de un amplificador operacional que se le denomina
integrador, es un circuito cuya salida es proporcional al tiempo que ha
estado presente la entrada.

17. Aplicaciones de los Op Amp
Filtros
Computadores Analógicos Convertidor

18. Tiristores SCR

19. Tiristores
• El tiristor es un componente electrónico
constituido por semiconductores que
utiliza realimentación interna para
producir una conmutación.
• Su nombre proviene de la unión de
Tiratrón (thyratron) y Transistor.
• Este elemento fue desarrollado por
ingenieros de General Electric en los años
1960.
• Los dos tipos más importantes de tiristores
son el SCR y el TRIAC.

20. El SCR
• El rectificador controlado de silicio (en inglés SCR: Silicon Controlled
Rectifier) es un tipo de tiristor formado por cuatro capas de material
semiconductor con estructura PNPN o bien NPNP.

21. El SCR
• Funciona básicamente como un diodo rectificador controlado,
permitiendo circular la corriente en un solo sentido. Mientras no se
aplique ninguna tensión en la puerta del SCR no se inicia la conducción.
• El SCR se puede modelar como 2 transistores típicos PNP y NPN, por eso
se dice también que el tiristor funciona con tensión realimentada.

22. Curva característica del SCR

23. Parámetros del SCR
VRDM: Máximo voltaje inverso de activación.
VFOM: Máximo voltaje directo sin activación.
IF: Máxima corriente directa permitida.
PG: Máxima disipación de potencia entre compuerta y cátodo.
VGT-IGT: Voltaje o corriente requerida en la compuerta (G) para la
activación.
IH: Mínima corriente de ánodo requerida para mantener activado el SCR.
dv/dt: Máxima variación de voltaje sin producir activación.
di/dt: Máxima variación de corriente aceptada antes de destruir el SCR.

24. Aplicaciones del SCR
• Controles del elevador.
• Circuitos de retardo de tiempo.
• Fuentes de alimentación regulada.
• Interruptores estáticos.
• Controles de motores.
• Recortadores.
• Inversores.
• Cargadores de baterías.
• Circuitos de protección.
• Controles de calefacción.
• Controles de fase.

25. Ejemplos de aplicaciones del SCR
• Una protección crowbar o circuito crowbar es un circuito eléctrico usado para
prevenir una condición de sobrevoltaje de una fuente de alimentación que
podría dañar el circuito conectado a ésta.
●
La ventaja del circuito crowbar es que al mantener el voltaje bajo le permite
manejar corrientes de falla más altas sin disipar demasiada potencia, que de otra
forma causaría sobrecalentamientos.

26. Ejemplos de aplicaciones del SCR
●
Otra aplicación práctica es el circuito de teléfono "en espera" (Hold). La
activación de la SCR hace que el circuito continúe conduciendo
corriente a través de los cables de teléfono, haciendo así que la estación
de conmutación asuma que el teléfono todavía está en uso.

27. Ejemplos de aplicaciones del SCR
Control de potencia
●
En esta aplicación se coloca una resistencia variable (potenciómetro) en serie
con el diodo y la puerta. Girando el mando del potenciómetro, como si fuera un
control de volumen, podemos modificar el punto de disparo del SCR en cada
ciclo.

28. Otros tipos de tiristores
Fototiristores
• Son tiristores en los cuales el gatillado se efectúa cada vez que recibe un
haz de luz en un área fotosensible de la juntura de control.
• Su nombre técnico LASCR, lo que significa "SCR Activado por Luz".

29. Otros tipos de tiristores
Tiristor GTO
• Un Tiristor GTO o simplemente GTO (del inglés Gate Turn-Off Thyristor) es
un dispositivo de electrónica de potencia que puede ser encendido por un
solo pulso de corriente positiva en la terminal puerta o gate (G), al igual
que el tiristor normal; pero en cambio puede ser apagado al aplicar un
pulso de corriente negativa en el mismo terminal.

30. Tiristores TRIAC

31. TRIAC
• Un TRIAC o Triodo para Corriente Alterna (Triode for Alternating
Current) es un dispositivo semiconductor, de la familia de los
tiristores.

32. TRIAC
• 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.

33. Relación de circuito entre voltaje de
alimentación, el TRIAC y la carga
• La corriente promedio entregada a la carga puede variarse
alterando la cantidad de tiempo por ciclo que el triac permanece en
el estado encendido.

34. Forma de las ondas del TRIAC

35. Características de tensión-corriente del
TRIAC

36. Métodos de disparos para TRIAC
●
Intensidad de compuerta
entrante:
✔
Primer cuadrante I (+)
✔
Segundo cuadrante III(+)
●
Intensidad de compuerta
saliente:
✔
Tercer cuadrante III(-)
✔
Cuarto cuadrante I(-)

37. Métodos de disparos para TRIAC
1. El primer cuadrante designado por I (+), es aquel en que la tensión del
ánodo MT2 y la tensión de la compuerta son positivas con respecto al
ánodo MT1 y este es el modo más común (Intensidad de compuerta
entrante).
La corriente de compuerta circula internamente hasta MT1, en parte por
la unión P2N2 y en parte a través de la zona P2. Se produce la natural
inyección de electrones de N2 a P2, que es favorecida en el área próxima
a la compuerta por la caída de tensión que produce en P2 la circulación
lateral de corriente de compuerta. Esta caída de tensión se simboliza en la
figura por signos + y -. Parte de los electrones inyectados alcanzan por
difusión la unión P2N1 que bloquea el potencial exterior y son acelerados
por ella iniciándose la conducción.

38. Métodos de disparos para TRIAC

39. Métodos de disparos para TRIAC
2. El Segundo modo, del tercer cuadrante, y designado por III(-) es aquel en
que la tensión del ánodo MT2 y la tensión de la compuerta son negativos
con respecto al ánodo MT1 (Intensidad de compuerta saliente).
Se dispara por el procedimiento de puerta remota, conduciendo las capas
P2N1P1N4. La capa N3 inyecta electrones en P2 que hacen más
conductora la unión P2N1. La tensión positiva de T1 polariza el área
próxima de la unión P2N1 más positivamente que la próxima a la puerta.
Esta polarización inyecta huecos de P2 a N1 que alcanzan en parte la
unión N1P1 y la hacen pasar a conducción.

40. Métodos de disparos para TRIAC

41. Métodos de disparos para TRIAC
3. El tercer modo del cuarto cuadrante, y designado por I(-) es aquel en que la
tensión del ánodo MT2 es positiva con respecto al ánodo MT1 y la tensión
de disparo de la compuerta es negativa con respecto al ánodo
MT1( Intensidad de compuerta saliente).
El disparo es similar al de los tiristores de puerta de unión. Inicialmente
conduce la estructura auxiliar P1N1P2N3 y luego la principal P1N1P2N2. El
disparo de la primera se produce como en un tiristor normal actuando T1
de puerta y P de cátodo. Toda la estructura auxiliar se pone a la tensión
positiva de T2 y polariza fuertemente la unión P2N2 que inyecta
electrones hacia el área de potencial positivo. La unión P2N1 de la
estructura principal, que soporta la tensión exterior, es invadida por
electrones en la vecindad de la estructura auxiliar, entrando en
conducción.

42. Métodos de disparos para TRIAC

43. Métodos de disparos para TRIAC
4. El cuarto modo del Segundo cuadrante y designado por III(+) es aquel en
que la tensión del ánodo T2 es negativa con respecto al ánodo MT1, y la
tensión de disparo de la compuerta es positiva con respecto al ánodo
MT1(Intensidad de compuerta entrante).
El disparo tiene lugar por el procedimiento llamado de puerta remota.
Entra en conducción la estructura P2N1P1N4.
La inyección de N2 a P2 es igual a la descrita en el modo I(+). Los que
alcanzan por difusión la unión P2N1 son absorbido por su potencial de
unión, haciéndose más conductora. El potencial positivo de puerta
polariza más positivamente el área de unión P2N1 próxima a ella que la
próxima a T1, provocándose una inyección de huecos desde P2 a N1 que
alcanza en parte la unión N1P1 encargada de bloquear la tensión exterior
y se produce la entrada en conducción.

44. Métodos de disparos para TRIAC

45. GRACIAS
por su atención