Fundamentos de Componentes Semiconductores y Electrónica de Potencia

Semiconductores

Los semiconductores son elementos sólidos que tienen una conductividad inferior a la de un conductor metálico pero superior a la de un buen aislante. El más utilizado es el silicio.

Diodo

El diodo está formado por una unión PN, protegida por una envoltura de la que salen dos hilos conductores que están conectados a las regiones P y N respectivamente.

Características tensión-corriente

La tensión necesaria para romper la barrera de potencial se denomina tensión umbral y es aproximadamente de v para germanio y de v para silicio.

Diodo como rectificador

Se utiliza para convertir una Corriente Alterna (CA) en una Corriente Continua (CC).

Fuente de alimentación

Es el elemento que convierte la CA en CC. La CC que se necesita tiene que cumplir determinadas condiciones de rizado, estabilidad y/o regulación que no se pueden conseguir únicamente con los rectificadores.

Estabilización

Se usan estabilizadores cuando se desea alimentar una carga con una tensión relativamente constante sin una elevada precisión.

Transistor

Los transistores, tiristores y triacs tienen dos o más uniones PN, que permiten el control y la regulación de una corriente grande mediante una señal pequeña.

Constitución

Las tres regiones de un transistor con los distintos dopados se denominan emisor, base y colector. El colector y el emisor son las dos regiones dopadas con el mismo tipo de impurezas y la base es la región dopada con un tipo diferente.

Funcionamiento NPN

• Transistores en la zona activa: ocurre cuando se polariza el diodo formado por la unión emisor-base en sentido directo y el diodo formado por la unión colector-base en sentido inverso.
• Transistor de zona de saturación
• Transistor de zona de corte

Tiristor

Tienen cuatro capas semiconductoras y dos estados de funcionamiento estables: conducción y bloqueo. Se pueden distinguir distintos tipos de tiristores:

• SCR (Rectificadores Controlados de Silicio).
• Triacs: interruptor de CA de tres terminales.

Funcionamiento de un tiristor

La conducción en sentido directo (ánodo-cátodo) es controlada por el terminal llamado puerta. El tiristor es un dispositivo unidireccional, ya que deja pasar la corriente en un solo sentido después de aplicar una señal de control a su puerta.

Triacs

Es un dispositivo semiconductor con la propiedad de bloquear y conducir corriente entre sus terminales principales en un sentido o en el inverso; es decir, es un dispositivo bidireccional. El funcionamiento equivale al de dos tiristores en paralelo. Se utiliza para controlar la potencia de la CA aplicada a una carga resistiva.