Mirmoz7 – 03/02/2016
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Mirmoz7 – 03/02/2016
PRÓLOGO
Como agradecimiento a la fidelidad y apoyo del público hacia el canal de Mirmoz7, yo, el autor, les regalo este PDF en el cual voy a ir redactando y explicando algunos ejercicios básicos sobre el tiristor Sockley, el SCR y el FotoSCR. El objetivo es darle un enfoque más práctico a los contenidos explicados en el vídeo teórico el cual está en este enlace: https://youtu.be/ww1SQoJ0Acs (el cual recomiendo ver para que entiendan la teoría). Por lo que: 1) Aprenderemos un poco más sobre tiristores. 2) Practicaremos el tema de análisis de circuitos. Todo esto va a estar explicado desde cero por mí, es decir, que no voy a copiar y pegar de ningún sitio técnico, por lo que en teoría cualquiera con un mínimo de interés podrá aprender si se lo propone, ya que los voy a resolver paso a paso.
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Contenido TIRISTOR SHOCKLEY ...................................................................................................................... 4 EJERCICIO 1................................................................................................................................ 4 SOLUCIÓN EJERCICIO 1 .......................................................................................................... 5 EJERCICIO 2................................................................................................................................ 6 SOLUCIÓN EJERCICIO 2 .......................................................................................................... 7 EJERCICIO 3................................................................................................................................ 8 SOLUCIÓN EJERCICIO 3 .......................................................................................................... 8 TIRISTOR SCR ................................................................................................................................. 9 EJERCICIO 1................................................................................................................................ 9 SOLUCIÓN EJERCICIO 1 ........................................................................................................ 10 FOTO SCR..................................................................................................................................... 11 EJERCICIO 1.............................................................................................................................. 11 SOLUCIÓN EJERCICIO 1 ........................................................................................................ 11
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TIRISTOR SHOCKLEY EJERCICIO 1 En este circuito el voltaje de entrada es de 15V, la resistencia tiene 100 ohmios y la corr iente de sostenimiento es de 4mA. Como dato adicional, el diodo tiene un consumo de 0,7V cuando está activo.
a) ¿Cuál es la corriente que pasará por el diodo? (recordemos que el tiristor shockley también es considerado un diodo). b) ¿A qué voltaje hay que disminuir la entrada para que el tiristor se desactive?
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SOLUCIÓN EJERCICIO 1 a) Esto se resuelve sin problemas con la Ley de Ohm ( I = V/R). La corriente que pasará por el diodo es igual al voltaje de la fuente menos el voltaje que consume el propio diodo y dividido entre la única resistencia que hay…
Entonces: I = (15V-0.7V) / 100 I = 143 mA. Simple, ¿verdad?. b) Como se muestra en la figura, para desactivar el tiristor tiene que haber una corriente inferior de 4mA…simplemente es echar mano de la Ley de Ohm para calcular el voltaje necesario para
ello. Entonces: V = RxI Pero en este caso no debemos olvidar sumar los 0.7V que consume el diodo, ya que si no lo tenemos en cuenta luego al hacer la comprobación no sale el resultado correcto. Entonces: 0.7V + ( 100 x 4 mA) = 1.1V (recordemos que estamos multiplicando ohmios con miliamperios, por lo que no es 100 x 4, sino 100 x 0.004 ). Entonces el resultado es que a 1,1V hay 4mA en el tiristor, por lo que tendría que bajar el voltaje un poco más de 1,1V. Ahora para comprobarlo simplemente hacemos de nuevo la ley de Ohm de la corriente ( I = V/R). I = ( 1.1-0.7 ) / 100 I = 4mA ¿Ven como coincide? Si no le fuésemos sumado los 0,7V, entonces el resultado sería distinto, ya que luego se lo tenemos que restar. Como pueden ver, es usar la Ley de Ohm, tampoco hemos h echo nada raro…
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EJERCICIO 2 El capacitor (condensador) se carga desde los 0.7V hasta los 9V (a los 9V se produce el rompimiento a saturación y el tiristor se activa).
a) ¿Cuánta corriente pasará a través de la resistencia de 2K justo antes de que el diodo se active? b)¿ Y cuándo el tiristor se activa, cuánta corriente pasará por R1?
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SOLUCIÓN EJERCICIO 2 Desde ya digo que todo esto se resuelve con la Ley de Ohm…
a) En el punto justo antes de que se active, el diodo tendrá un voltaje de más o menos los 9V requeridos, en realidad es un poco menos, pero pondremos los 9V para redondear. Entonces… I = V/R Por tanto…el voltaje de la fuente, menos los casi 9V a los que se carga el condensador, dividió la única resistencia externa que existe…
I = (15V-9V) / 2K I = 3mA. El condensador se carga con prácticamente toda la corriente, ya que el diodo aun no fue activado por los pelos.
b) En el momento en el que el condensador se carga a 9V, el diodo conduce y absorbe 0.7V (recordemos que antes no había llegado a los 9V, pero que para no poner 8.99999999 9V lo redondeamos a 9V). Entonces la respuesta es la de siempre: I = V/R I = (15-0.7) / 2K I = 7.15Ma
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EJERCICIO 3 ¿Qué cantidad de corriente fluirá por la resistencia de 100 ohmios en el momento en el que el tiristor se activa a los 9V?.
SOLUCIÓN EJERCICIO 3 Para calcular la corriente, primero debemos saber qué voltaje fluye por la resistencia de los 100 ohmios…
En el mismo momento en que el condensador llegue a los 9V, activará el tiristor, el cual consumirá 0,7V, por tanto, el voltaje que llegará a R1 será los 9V del condensador menos los 0.7V que el tiristor se ha quedado. VR1 = 9V – 0.7V. VR1 = -8.3V Entonces, aplicando la Ley de Ohm de la corriente… (I = V/R).
I = 8.3V/100 I = 83mA pasarán por la Resistencia de 100 ohmios.
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TIRISTOR SCR EJERCICIO 1 El SCR del siguiente circuito tiene: VT de 0.75V (Es decir, el voltaje mínimo que debe entrarle a la compuerta para activarlo). IT de 7mA ( Es la corriente mínima necesaria para que active, se tiene que cumplir tanto Vt como It para que se active). IH de 6mA (Es la corriente de sostenimiento, es decir, la corriente mínima para que permanezca activo. Por debajo de eso, hará falta otra vez inyectarlo VT e IT).
a) b) c) d)
Cuando el SCR está apagado ¿De cuánto es el voltaje de salida? ¿Qué voltaje de entrada hace falta para disparar el SCR? ¿Qué voltaje habrá en R1 en el punto de IH? (es decir, a los 6mA)? ¿A cuánto voltaje hay que disminuir los 15V para desactivar el SCR?.
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SOLUCIÓN EJERCICIO 1 a) Cuando el SCR está apagado actúa como un circuito abierto …(no hay circulación de corriente), por tanto el voltaje que habrá en Vsalida será el suministrado por la fuente…en este caso los 15V. b) Hemos dicho que el voltaje mínimo para que dispare es de 0,75 y que la corriente mínima es de 7mA… Entonces es tan simple como volver a usar la Ley de Ohm. V = RxI Ventrada = 0.75V + ( 1K x 7MA) Ventrada = 7.75V c) El voltaje que pasará por R1 cuando la corriente sea de 6mA será de aproximadamente: V = IxR V = 6mAx100 V = 0.6V d) Para desactivar el SCR hay que disminuir el voltaje a poco menos de los 0,6V previamente calculados…(Ya que bajando de ese voltaje, bajamos los 6mA del IH). En el momento justo en el que el SCR empiece a conducir, el voltaje mínimo que circulará sería de: Entonces: VCC = 0.7V + (6mA x 100 ) VCC = 1.3V (Es lo mismo que antes (0.6V) simplemente que le sumamos los 0.7V que consume de media el tiristor)
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FOTO SCR EJERCICIO 1
a) ¿Qué voltaje habrá a la salida cuando hay oscuridad total? b) ¿Qué voltaje habrá (IDEALMENTE HABLANDO) en la salida cuando se activa? c) ¿Qué voltaje habrá (POR LO GENERAL) en la salida cuando se activa?
SOLUCIÓN EJERCICIO 1 a) Sin luz, no se activa, por tanto actúa como un circuito abierto …por tanto el voltaje será el suministrado por la fuente, en este caso 25V. b) Idealmente todos los tiristores al cerrarse son como cortocircuitos, por tanto el voltaje sería de 0V c) La realidad a veces es dura, y no son conmutadores perfectos …por lo que por regla general se suele considerar que tienen un consumo de 0.7V (salvo que el Datasheet diga lo contrario).
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Mirmoz7 – 03/02/2016 Notas del autor: Y nada amigos…esto es un poco por encima algunos ejercicios de tiristores que he considerado útiles en base a practicar un poco el análisis de circuitos. No es que les vaya a salvar la vida, pero en las escuelas suelen poner ejercicios parecidos, por lo que a los estudiantes quizás les sirva de algo. Les dejo algunos enlaces de interés por si les interesa: REDES SOCIALES
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