Diodos

20.- ¿Cuáles son las diferencias en las características de compuerta de los BJT y los MOSFET?

Los transistores bipolares de alta potencia son comunes en los convertidores de energía a frecuencias menores que 10 Khz. Y su aplicación es eficaz en las especificaciones de potencia de hasta 1200 V, 400 A. un transisor bipolar tiene tres terminales: base, emisor y colector. Por lo general, se opera en forma de interruptor en la configuración de emisor común.

Mientras que la base de un transistor NPN este a un potencial más alto que el emisor, y la corriente de base sea lo suficientemente grande como para excitar al transistor en la región de saturación, el transistor se conservará activado siempre que la unión del colector al emisor esté correctamente polarizada.

La caída directa de un transistor en conducción esta en el rango de 0.5 a 1.5 V. si el voltaje de excitación de la base es retirado, el transistor se conserva en modo de no conducción. (es decir, desactivado).

Los MOSFET de potencia se utilizan en convertidores de potencia de alta velocidad y están disponibles en una especificación de relativamente poca potencia en rango de 1000V, 50 A, en un rango de frecuencia de varias decenas de Khz.

21.- ¿Cuál es la característica de compuerta de un IGBT?

Los IGBT son transistores de potencia controlados por voltaje. Por naturaleza, son más rápidos que los BJT, pero aun no tan rápidos como los MOSFET. Sin embargo, ofrecen características de excitación y de salida muy superiores a las altas corrientes y frecuencias de hasta 20 Khz. Los IGBT, están disponibles hasta 1200 V, 400 A.

22.- ¿Cuál es la característica de compuerta de un MCT?

Un MCT se puede activar mediante un pequeño pulso de voltaje negativo, sobre la compuerta MOS respecto a su ánodo), y descativar mediante un pulso pequeño de voltaje positivo.

23.-¿Cuál es la característica de compuerta de un SIT?

Un SIT es un dispositivo de alta potencia y de alta frecuencia. Es en esencia, la versión en estado sólido de un tubo de vacio tríodo, y es similar a un JFET. Tiene una capacidad de potencia de bajo ruido, baja distorsión y alta frecuencia de audio. Los tiempos de activación y desactivación son muy cortos, típicamente de o.25 useg.
La característica de normalmente activo y la alta caída de voltaje limitan sus aplicaciones para conversiones de energía de uso general. La especificación de uso de corriente de los SIT pueden ser hasta de 1200V, 300 A, y la velocidad de interrupción puede ser tan alta como 100Khz.
Los SIT son adecuados para aplicaciones de alta potencia , alta frecuencia (es decir, audio, VHF/UHF y amplificadores de microondas).

24.- ¿Cuáles son las diferencias entre un BJT y los IGBT?

-Los IGBT son transistores de potencia controlados por voltaje
-Son más rápidos que los BJT
-Los IGBT son adecuados para altos voltajes, altas corrientes.
-Maneja frecuencias de hasta 20Khz.
-Los IGBT están disponibles hasta 1200V, 400 A.
-Los BJT son transistores de potencia controlados por corriente.
-Son menos rápidos que los BJT
-No son adecuados para altos voltajes, altas corrientes.
-Maneja frecuencias menores de 10 Khz
-Puede manejar voltajes hasta 1200V y corrientes hasta 400 A

25.- ¿Cuáles son las diferencias entre los MCT y los GTO?

-Los GTO se activan mediante la aplicación de un pulso breve positivo a las compuertas.
-Los GTO se desenergizan mediante la aplicación de un pulso corto negativo a las compuertas.
-No requieren de ningún circuito de conmutación
-Son muy atractivos para la conmutación forzada de convertidores
-Están disponibles hasta 400V , 3000ª.
-Los MCT se pueden energizar mediante un pequeño pulso de voltaje negativo sobre la compuerta MOS (respecto a su ánodo).
-Los MCT se desenergizan mediante un pulso pequeño de voltaje positivo.
-La ganancia de desenergización es muy alta.
-Los MCT están disponibles hasta 1000V, 100A.

26.- ¿Cuáles son las diferencias entre los SITH y los GTO?

-Los GTO y los SITH son tiristores auto desactivados.
-Los GTO y los SITH se energizan mediante la aplicación de un pulso breve positivo a las compuertas.
-Los GTO y los SITH se desenergizan mediante la aplicación de un pulso corto negativo a las compuertas.
-Los SITH se diferencian de los GTO en sus especificaciones ya que los SITH están disponibles hasta 1200V, 300A. y los GTO están disponibles 4000V, 300 A.
-Los SITH se aplican a convertidores de mediana potencia.
-Los SITH manejan frecuencias de varios cientos de Khz. Mas alla del rango de frecuencias de los GTO.

Tipos de diodos de potencia: diodos estándar de uso general, de recuperación rápida, shottky.
Corriente de fuga de los diodos: cuando el potencial del anodo es positivo respecto al catodo se dice que el diodo tiene polarización directa y conduce. Cuando el potencial del catodo es positiva con respecto al anodo, se dice que el diodo tiene polarización inversa (tmb conocida como corriente de fuga) en el rango de los mA y uA, cuya magnitud crece en función del voltaje inverso, hasta llegar al voltaje de avalancha o zener.
Tiempo de recuperación inversa de los diodos: intervalo de tiempo entre un instante en que la corriente pasa a través del cero, durante el cambio de la conducción directa a la condición de bloqueo inverso y el momento en que la corriente inversa se ha reducido al 20% de su valor pico irr, trr depende de la temperatura de la unión, de la velocidad de abatimiento de la corriende directa y la corriente directa antes de la conmutación.
La corriente de recuperación inversa de los diodos es la corriente q fluye debido a los portadores minoritarios cuando un diodo esta en una condición de polarización inversa.
El factor de suavidad de los diodos es la relación de tb/ta donde ta esta generada por el almacenamiento de carga en la región de agotamiento de la unión inversa pico irr; tb es debido al almacenamiento de carga en el material del cuerpo semiconductor.
Tipos de recuperación de los diodos: los diodos de recuperación rápida tienen un tiempo de recuperación bajo menos q 5ms, se utilizan en circutos convertidores cd cd y cd ca en los que la velocidad de recuperación es a menudo de importancia critica. Los diodos epitaxiales proporcionan velocidades de conmutación mayores que las de los diodos de difusión. Para especificaciones de voltaje por arriba de 400v los diodos de recuperación rápida se fabrican por difusión y el tiempo de recuperación es controlado por difusión de oro o platino.
Causa del tiempo de recuperación inversa de un diodo PN: la corriente de un diodo con polarización directa se debe al efecto neto de los portadores mayoritarios y minoritarios. Cuando un diodo esta en modo de conducción directa y su corriente se reduce a cero, el diodo continua conduciendo debido a los portadores minoritarios que permanecen almacenados en la unión pn.
Efecto del tiempo de recuperación inversa: limita la velocidad de elevación de la corriente directa y la velocidad de conmutación.
¿Por qué es necesario utilizar diodos de recuperación rápida para conversión de alta velocidad? Por q aumenta la velocidad de recuperación .
¿Qué es el tiempo de recuperación directo? Es el tiempo q tardan en recombinarse las cargas en la unión pn.
Diferencias entre los diodos d unión pn y el shottky: en un diodo shottky se puede eliminar el problema de almacenamiento de carga de una unión pn. La carga recuperada de un diodo shottky es mucho menor que la de un diodo de unión pn. La corriente de fuga de un diodo shottky es mayor que la de un diodo pn. Un diodo shottky con un voltaje de conducción relativamente bajo tiene una corriente de fuga relativamente alta y viceversa.
Limitaciones de los D shottky: su Vmax permisible esta limitado a 100v. Las especificaciones de corriente varian de 1 a 300 A. Son ideales para las fuentes de alimentación de alta corriente y de bajo voltaje en corriente directa. Se utilizan en fuentes de alimentación de baja corriente para una eficiencia mayor.
Tiempo de recuperación inversa típico d los diodos de uso general: tienen un tiempo de recuperación inversa relativamente alto, típicamente de 25us y se utilizan en aplicaciones de vaha velocidad en las que el tiempo de recuperación no es critico,
Tiempo de recuperación inversa típico de los diodos de recuperación rápida: tienen un tiempo de recuperación bajo, por lo general menor que 5us. Se utilizan en circuitos convertidores cd cd y cd ca, en los que la vel de recuperación es de importancia critica.
¿Cuáles son los problemas d los diodos conectado en serie y cuales son las soluciones posibles? En muchas aplicaciones de alto voltaje, un diodo comercialmente disponible no puede dar la especificación de voltaje requerida, por lo que los diodos se conectan en serie para aumentar las capacidades de bloqueo inverso.
Pasos incluidos en el díselo de un equipo electrónico de potecia: se puede dividir en 4 partes; 1.- diseño de los circuitos de potencia, 2.- protección de los dispositivos de potencia, 3.- determinación de la estrategia de control, 4.- diseño de los circuitos lógicos y de mando.
Efectos periféricos del equipo electrónico de potencia: las operaciones de los convertidores de potencia se basan en la conmutación de dispositivos semiconductores de potencia y como resultado, los convertidores introducen armonicas de corriente y de voltaje en el sistema de alimentación y en la salida de los convertidores. Normalmente es necesario introducir filtro en la salida y en la entrada de un sistema convertidor para reducir a una magnitud aceptable el nivel de armonicas.
Diferencias entre las características de compuerta de los GTO y los tiristores: en que los tiristores no se desactivan por medio de la compuerta y los GTO si se les aplica un pulso negativo o a la compuerta se pueden desactivar de su modo de operación.
19 Diferencias entre las características de compuerta de tiristores y transistores: los transistores se activan por medio de corriente y los tiristores por medio de voltaje.
Electrónica de potencia: se puede definir como la aplicación de la electrónica en estado solido para el control y la conversión de la energía eléctrica.
Tipos de tiristores: tiristores de control de fase SCR, de conmutación rápida SCR, de desactivación por compuerta GTO, de tríodo bidireccional TRIAC, conducción inversa RCT, de inducción estatica SITH, rectificadores controlador por silicio- activados por luz LASCR, controlados por FET FET-CTH, controlados por MOS MCT.
Circuito de conmutación: aquel q polariza la compuerta de un tiristor (DIAC, TRIAC, SCR, FET) para que haya paso de corriente de anodo a catodo.
Condiciones para que un tiristor conduzca: un tiristor tiene 3 terminales; un anodo, catodo y compuerta. Cuando una péqueña corriente pasa a través de la terminal compuerta hacia el catodo, el tiristor conduce siempre y cuando la terminal de anodo este a un potencial mas alto q el catodo.
Como desactivar un tiristor en conducción: haciendo que el potencial del anodo se igual o menor al potencial del catodo. Los tiristores conmutados en línea se desactivan en razón de la naturaleza senoidal del voltaje de entrada y los tiristores conmutados en forma forzada, se desactivan en razón de la naturaleza.