Dispositivos de cuatro capas (PNPN)

SCR (Rectificadores Controlados de Silicio) Dispositivo de 4 capas y 3 terminales Manejo de potencias significativas I > 5kA V > 10kV Las junturas externas están polarizadas en directa y la interna en reversa. Una corriente por el gate sirve para polarizar la juntura intermedia y poner el disp. en conducción

The diode model

Ppio. De funcionamiento: Actúa como un par de transistores realimentados positivamente. BJT son intrínsicamente de baja ganancia (ancho base comp. a diff. length)

La suma α1 + α2 resulta < 1 (los transistores son de bajo beta) para Vak bajas La relación aumenta con Vak debido a: Aumento de la zona de vac en J2,3 y por ende de I y del factor de transporte Mayores niveles de inyección aumentan la eficiencia de Emisor La multiplicación de portadores en J2,3 siempre produce el disparo (aún a pesar de los dos anteriores) Una Ig > 0 produce corriente inicial mayor, y el dispositivo se activa con menor tensión Vak

Operación

SCR de Cátodo cortocircuitado Características de encendido reproducibles Adds a contact to P3 far from the gate A bajas I, P3/N4 está en cc y la ganancia de N4-P3-N2 es 0. A mayores I, la VB se incrementa y P3-N4 se polariza en directa

Conduce corriente en un solo sentido Puede dispararse también por tensiones directas altas o dV/dt (capacidad de J2,3) Una vez disparado conduce siempre y cuando I>IH Un pico elevado de corriente di/dt (para prendido) puede quemar el dispositivo

Factores importantes Peak forward and reverse breakdown voltages Maximum forward current Gate trigger voltage and current Minimum holding current, IH Power dissipation Maximum dV/dt

Ventajas Requiere poca corriente de gate para disparar una gran corriente directa Puede bloquear ambas polaridades de una señal de A.C. Bloquea altas tensiones y tiene caídas en directa pequeñas

Desventajas El dispositivo no se apaga con Ig=0 No pueden operar a altas frecuencias Pueden dispararse por ruidos de tensión Tienen un rango limitado de operación con respecto a la temperatura

Triacs El dispositivo puede encenderse tanto con tensión A1-A2 positiva como negativa, utilizando una tensión del signo adecuado en el gate.

MAC210A8

DIAC No conduce hasta que se supera la tensión de disparo Puede utilizarse para disparar un triac Disipaciones típicas de ½ a 1 W

Características Típicas

Aplicaciones Control de iluminación Control de motores Llaves de protección y conección de circuitos

Opto-SCR

Opto-Triacs

Transistor Unijuntura Sobre una determinada tensión Vp exhibe una zona de resistencia negativa Factores: Ip – corriente pico de emisor; Vmax; Rbb – resistencia de base; Vp

Transitor Unijuntura (2) Aplicación típica: Oscilador de relajación

Memristor

Memristor

HP Memristor

Referencias Robert F. Pierret, Semiconductor Device Fundamentals, Addison –Wesley, 1996. Capítulo 13.