Diodo Shockley e GTO Diodo Shockley O diodo Shockley é um dispositivo de quatro camadas com apenas dois terminais externos. As características construtivas do dispositivo são as mesmas que as do SCR. Observe uma figura com sua construção e respectiva simbologia:
Construção e simbologia do diodo Shockley Quanto ao seu funcionamento, o dispositivo permanece no estado desligado (circuito aberto), até que a tensão de ruptura seja atingida, quando o dispositivo entra em condução (curto-circuito), conforme mostrado na curva característica a seguir:
Curva característica de funcionamento do diodo Shockley 1 SENAI/SP Texto Complementar – Diodo Shockley e GTO
Esse dispositivo é muito usado para disparar SCRs. Observe a figura a seguir, onde ele é aplicado com essa finalidade:
Diodo Shockley utilizado para disparo de um SCR Quando ligamos o circuito, a tensão no capacitor começa a aumentar em direção à tensão da fonte de alimentação. A tensão no capacitor aumenta até atingir a tensão de disparo do diodo, fazendo com que ele conduza. Nesse instante, é aplicado um pulso no gate do SCR e o dispositivo entra em condução.
GTO (Chave de desligamento de porta) A grande vantagem do GTO (Gate Turn-off ) em relação ao SCR é que ele pode ser ligado ou desligado através de um pulso na porta de catodo (Gate). Observe sua simbologia a seguir:
Símbolo do GTO
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Uma conseqüência conseqüência desta capacidade de desligamento desligamento é um aumento na amplitude amplitude da corrente de porta requerida para o disparo. Para um SCR e um GTO com relações nominais de correntes máximas semelhantes, a corrente de disparo de porta de um SCR particular é 30µA, enquanto a corrente de disparo do GTO é de 20mA. A corrente de desligamento de um GTO é sensivelmente maior do que a corrente de disparo necessária. A corrente máxima e as relações nominais de dissipação fornecidas por fabricantes de GTOs, hoje, são limitadas a cerca de 3A e 20W. O tempo de ativação de um GTO é semelhante ao de um SCR (tipicamente 1µs). Entretanto, seu tempo de desligamento desligamento tem mais ou menos a mesma duração (1µs), muito menor que o tempo de desligamento do SCR, de 5 a 30µs. Algumas das áreas de aplicação do GTO incluem incluem contadores, geradores de pulso, multivibradores, reguladores de tensão e controle de potência. Teoricamente, os GTOs facilitariam a implementação de circuitos chaveados em CC, como os inversores de freqüência e os choppers, pois eliminariam a necessidade dos circuitos auxiliares de comutação (comutação forçada), hoje necessários para bloquear o SCR nesses tipos de aplicação. Apesar de possuírem tempo de comutação inferior ao dos SCRs, SCRs, os GTOs possuem dois grandes problemas relacionados à sua aplicação: •
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Limitação com relação à capacidade de condução de corrente. Valor da corrente de bloqueio é muitas vezes maior que a corrente de disparo, necessitando de circuitos adicionais para bloquear o dispositivo.
Podemos citar como aplicação do GTO um circuito oscilador dente-de-serra. Observe o circuito a seguir:
Circuito oscilador dente-de-serra com GTO
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Funcionamento do circuito: circuito: Quando a fonte é energizada, o GTO entra em condução, condução, resultando em baixa impedância impedância entre o anodo e o catodo do dispositivo. dispositivo. O capacitor C começa a se carregar em direção ao nível da fonte de alimentação. Quando a tensão no capacitor C for maior que a tensão do diodo zener, uma reversão na tensão de porta para o anodo resultará em uma reversão na corrente da porta. A corr corrent ente e de porta porta negati negativa va será será grand grande e o sufic suficie iente nte para para desl deslig igar ar o GTO. GTO. Ness Nesse e inst instant ante, e, o capacitor se descarregará nos resistores. O tempo de descarga será dado pela constante de tempo do circuito ( τ = R.C), e a escolha correta dos valores dos resistores em série e do capacitor resultará na forma de onda mostrada na figura a seguir.
Forma de onda dente - de - serra
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