¿Qué es un Tiristor SIDAC?

El SIDAC es un tiristor bilateral de disparo de alta tensión y corriente. Es básicamente un diodo de cuatro capas con unas características eléctricas simétricas.

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En la figura siguiente se describe su estructura física, así como su símbolo y las características simétricas. El SIDAC se utiliza en aquellas aplicaciones que se necesitan una tensión de disparo V_BO cuyos valores están comprendidos entre 120V y 270 V.

Esencialmente este dispositivo es un interruptor que al aplicársele tensión positiva entre el ánodo y el cátodo, tendrá polarización directa entre dos de las uniones PN y una polarización inversa en las uniones NP. En estas condiciones, únicamente circula corriente muy baja y el dispositivo se encuentra en estado de corte o bloqueo.

Al aumentar esta tensión, se llega a un voltaje de ruptura o avalancha, en el cual la corriente crece de forma abrupta y la caída de tensión decrece de idéntico modo. En este momento, el SIDAC ha conmutado desde el estado de bloqueo al de conducción.

Curva característica de un Tiristor SIDAC

La curva característica de un SIDAC es similar a la curva de un diodo Shockley de cuatro capas. La relación de corriente y voltaje de ruptura muestra que se requiere un voltaje capaz de llevar al SIDAC a un estado de conducción del SIDAC con un voltaje alrededor de 1.1 V.

Una vez que la tensión de la fuente supera este umbral de encendido, el dispositivo se enciende y el voltaje cae rápidamente al valor de conducción, mientras que la corriente aumenta. Entre las principales regiones de un SIDAC están la región de corte, región de resistencia negativa y la región de saturación o conducción.

Circuito básico

Un circuito básico para la operación de un SIDAC consiste en conectarlo en serie con la fuente de tensión alterna y la carga.

Puede observarse que, una vez que el voltaje de entrada sobrepasa al valor de disparo, denominado V_BO el dispositivo conmuta al voltaje de encendido señalado como V_T (1,1 V) y puede conducir una corriente definida según las especificaciones del fabricante.

Este circuito puede ser utilizado para el encendido de lámparas tanto en interiores como en exteriores.

Generador Diente de Sierra con un Tiristor SIDAC

A continuación se presenta un circuito basado en el tiristor MKP3V120 como un generador de señal en forma de diente de sierra.

Se muestra la forma de onda de Vo que se asemeja a un diente de sierra. El funcionamiento del circuito es el siguiente. El condensador se carga a través de R cuando el SIDAC está cortado. En estas condiciones, el dispositivo se comporta como una resistencia ROFF de valor.

Esta resistencia es tan elevada que a efectos prácticos se puede considerar como despreciable.

La ecuación de carga del condensador parte de una tensión inicial VH (VH =1.1V), correspondiente a la tensión de mantenimiento del SIDAC, hasta la tensión final Vcc (Vcc = 200V). Esta ecuación es:

La tensión Vo(t) evoluciona de forma exponencial tal como se muestra en la figura 12.6.b. Este proceso de carga del condensador finalizará cuando el SIDAC entre en conducción, situación que se produce cuando la tensión Vo(t) alcance la tensión de ruptura.

Es decir, el proceso de carga durará un tiempo to correspondiente al tiempo que tarda Vo(t) en tomar el valor V_BO, es decir, Vo(t=to) = V_BO = 120 V. Este tiempo está definido por la siguiente ecuación:

En el momento que entra en conducción el SIDAC, éste descarga rápidamente el condensador C hasta su tensión de mantenimiento (VH).

El dispositivo estará permanentemente en ese estado siempre que se asegure la corriente de mantenimiento IH de 100mA. Pero en este circuito, la corriente que circula por R es:

que es menor que la corriente de mantenimiento, luego el SIDAC pasará a estado de corte de forma natural permitiendo que el condensador se cargue nuevamente a través de R y se repita el proceso indefinidamente.

Si se desea que el SIDAC permanezca en conducción permanente con VO=VH es preciso asegurar la corriente de mantenimiento, para lo cual la resistencia R tiene que ser menor que el valor de la resistencia crítica obtenido por la siguiente expresión: