PRÁCTICA # CARACTERIZACIÓN DE UN SCR SCR
Objetivo Comprobar el funcionamiento del SCR en circuito resistivo.
Características de los tiristores1 Un tiristor es un dispositivo semiconductor de tres terminales: ánodo, cátodo y compuerta. Estructuralmente está formado por cuatro capas en orden pnpn, es decir está formada de tres uniones pn (J1, J2, J3).
Fig. 1 Símbolo y estructura básica de un SCR. Cuando el voltaje del ánodo se hace positivo con respecto al cátodo, las uniones J1 y J3 tienen polarización directa o positiva, mientras que la unión J2 tiene polarización inversa, y sólo fluirá una pequeña corriente de fuga del ánodo al cátodo. Se dice que el tiristor está en condición de bloqueo directo o en estado desactivado llamándose a la corriente de fuga corriente de estado inactivo ID . Si el voltaje ánodo a cátodo VAK se incrementa a un valor lo suficientemente grande, la unión J2 polarizada inversamente entrará en ruptura. Esto se conoce como ruptura por avalancha y el voltaje correspondiente se llama voltaje de ruptura directa VBO. Dado que las uniones J1 y J3 ya tienen polarización directa, habrá un movimiento libre de portadores a través de las tres uniones, que provocará una gran corriente directa del ánodo. Se dice entonces que el dispositivo está en estado de conducción o activado. activado . La caída de voltaje se deberá a la caída óhmica de las cuatro capas y será pequeña. La corriente del ánodo debe ser mayor que un valor conocido como corriente de enganche IL, IL , a fin de mantener la cantidad requerida de flujo de portadores a través de la unión, de lo contrario, al reducirse el voltaje ánodo a cátodo, el dispositivo regresará a la condición de bloqueo. La corriente de enganche, IL , es la corriente del ánodo mínima requerida para mantener el tiristor en estado de conducción inmediatamente después de que ha sido activado y se ha retirado la señal de la compuerta. En la Fig. 2 aparece una característica v-i común del tiristor .
Una vez que el tiristor es activado, se comporta como un diodo en conducción y ya no hay control sobre el dispositivo. El tiristor seguirá conduciendo, porque en la unión J2 no existe una capa de agotamiento debida a movimientos libres de los portadores. Sin embargo si se reduce la corriente directa del ánodo por debajo de un nivel conocido como corriente de mantenimiento IH , se genera una región de agotamiento alrededor de la unión J2 debida al número reducido de portadores; el tiristor estará entonces en estado de bloqueo. La corriente de mantenimiento es menor que la corriente de enganche. Cuando el voltaje del cátodo es positivo con respecto al ánodo, la unión J2 tiene polarización directa, pero las uniones J1 y J3 tienen polarización inversa. Esto es similar a dos diodos conectados en serie con un voltaje inverso a través de ellos. El tiristor estará en estado de bloqueo inverso y una corriente de fuga inversa, conocida como corriente inversa, IR, fluirá a través del dispositivo. Un tiristor se puede activar aumentando el voltaje directo de VAK más allá de VBO, pero esta forma de activarlo puede ser destructiva. En la práctica, el voltaje directo se mantiene por debajo de VBO y el tiristor se activa mediante la aplicación de un voltaje positivo entre la compuerta y el cátodo. Una vez activado el tiristor mediante una señal de compuerta y una vez que la corriente del ánodo es mayor que la corriente de mantenimiento, el dispositivo continua conduciendo, debido a una retroalimentación positiva, aún si se elimina la señal de compuerta.
Una vez que el tiristor es activado, se comporta como un diodo en conducción y ya no hay control sobre el dispositivo. El tiristor seguirá conduciendo, porque en la unión J2 no existe una capa de agotamiento debida a movimientos libres de los portadores. Sin embargo si se reduce la corriente directa del ánodo por debajo de un nivel conocido como corriente de mantenimiento IH , se genera una región de agotamiento alrededor de la unión J2 debida al número reducido de portadores; el tiristor estará entonces en estado de bloqueo. La corriente de mantenimiento es menor que la corriente de enganche. Cuando el voltaje del cátodo es positivo con respecto al ánodo, la unión J2 tiene polarización directa, pero las uniones J1 y J3 tienen polarización inversa. Esto es similar a dos diodos conectados en serie con un voltaje inverso a través de ellos. El tiristor estará en estado de bloqueo inverso y una corriente de fuga inversa, conocida como corriente inversa, IR, fluirá a través del dispositivo. Un tiristor se puede activar aumentando el voltaje directo de VAK más allá de VBO, pero esta forma de activarlo puede ser destructiva. En la práctica, el voltaje directo se mantiene por debajo de VBO y el tiristor se activa mediante la aplicación de un voltaje positivo entre la compuerta y el cátodo. Una vez activado el tiristor mediante una señal de compuerta y una vez que la corriente del ánodo es mayor que la corriente de mantenimiento, el dispositivo continua conduciendo, debido a una retroalimentación positiva, aún si se elimina la señal de compuerta.
Fig. 4. Circuito equivalente de un SCR Al aplicarse una corriente IG al terminal G (base de Q2 y colector de Q1), se producen dos corrientes: IC2 = IB1. IB1 es la corriente base del transistor Q1 y causa que exista una corriente de colector de Q1 (IC1) que a su vez alimenta la base del transistor Q2 (IB2), este a su vez causa más corriente en IC2, que es el mismo que IB1 en la base de Q1,… Este proceso regenerativo se repite hasta saturar Q1 y Q2 causando el encendido del SCR.
Especificaciones del C106 Series2 El SCR C106B construido por on semiconductors tiene las siguientes especificaciones:
De acuerdo a la hoja de especificaciones los parámetros se definen de la siguiente manera: IT(RMS): es la corriente RMS máxima, que puede pasar a través del SCR sin dañarlo.
ITSM: Es la corriente de ánodo pico que un SCR puede manejar para un pequeño tiempo
y una Tj determinada. IL: si esta corriente no es alcanzada mientras la señal de compuerta está siendo aplicada, el SCR puede prender, pero se apagará cuando la señal de compuerta se elimine. IH: si la corriente de ánodo se reduce debajo de este valor crítico, el SCR se apagará. VDRM: este es el voltaje positivo instantáneo máximo que puede bloquear el SCR, conel cuál el SCR conducirá aún sin un voltaje en la compuerta. VRRM: es el voltaje negativo instantáneo máximo que un SCR puede soportar sin dañarse. (VDRM < VRRM) IDRM y IRRM: son las corrientes ánodo directa e inversa del SCR en estado apagado, respectivamente. VGRM: es el máximo valor de voltaje DC negativo en la compuerta, que puede ser aplicado sin dañar la unión compuerta cátodo. IGT: es la corriente de compuerta mínima necesaria para activar al SCR
IGM (IGTM): es la corriente de compuerta DC máxima permitida para activar al SCR.
VGT: es el mínimo valor de voltaje DC de compuerta a cátodo requerido para disparar al SCR. El voltaje aplicado entre la compuerta y el cátodo debe exceder este valor mientras provee una corriente de compuerta adecuada para activar el SCR. PGM: es el producto instantáneo máximo de la corriente y el voltaje de la compuerta que
debe existir durante la polarización directa. Si VGM e IGM son usados como sus límites extremos simultáneamente, PGM es seguro que se sobrepase. En resumen un SCR (rectificador controlado de silicio), es un dispositivo de 3 terminales usado para controlar corrientes altas en una carga. Actúa semejante a un interruptor; cuando está encendido (On) hay flujo de corriente a través del dispositivo y actúa como un interruptor cerrado, cuándo está apagado (Off) no hay flujo de corriente del ánodo al cátodo por lo que actúa como interruptor abierto. Debido a que el SCR es un dispositivo de estado sólido la acción de conmutación es muy rápida. Si la alimentación que controla al SCR es de C.A. pasara cierto tiempo en On y otro tiempo en Off. Para este caso el tiempo del ciclo es de 16.667ms, por lo que 8.333ms podrá permanecer como máximo en On y 8.333ms en Off. Si el tiempo de On es pequeño, la corriente promedio de la carga es pequeña. Si el tiempo de On es grande la corriente promedio de la carga es grande.
Los terminos para describir la operación del SCR seran: Ángulo de conducción: es el número de grados de un ciclo de C.C. durante el cual el SCR esta encendido. Ángulo de retardo de disparo: es el número de grados de un ciclo de C.A que transcurren antes que el SCR sea encendido. El tiempo total del ciclo de 16.667ms corresponde a 360º.
La línea punteada representa la corriente de compuerta necesaria para disparar el SCR. La corriente de compuerta es baja. Como resultado se tiene un ángulo de retardo de disparo a 90º aproximadamente. Si la corriente de compuerta es mayor como resultado se tiene un ángulo de retardo de disparo muy corto, cercano a los 60º. Donde la corriente IGT se alcanza mucho más rápido. El propósito de R1 es mantener una resistencia fija en la compuerta. R1 también determina el ángulo de retardo de disparo mínimo. NOTA: Se recomienda en algunos casos insertar un diodo en serie con la compuerta para proteger la unión compuerta-cátodo contra voltajes inversos altos. El ángulo de retardo de disparo es determinado por R2, que es un potenciómetro variable. Si R2 es bajo, la corriente de compuerta será lo suficiente grande para disparar al SCR. Por lo tanto el ángulo de retardo de disparo será pequeño. La corriente de carga promedio será alta. Si R2 es alto, el suministro de voltaje debe llagar más alto para suministrar suficiente corriente de compuerta para disparar al SCR. Esto incrementa el ángulo de retardo de disparo. La corriente de carga promedio será más pequeña. Una desventaja de este circuito de disparo es que el ángulo de retardo de disparo solo se puede ajustar de 0o a 90º.
Cálculo de las resistencias de control de compuerta. Suponer que se tiene una fuente de voltaje de 120Vrms, IGT = 15mA y R1 = 3kΩ. Se bu sca que el ángulo de retardo de disparo ocurra a los 90º, Entonces el valor de R2 será: A 90º el voltaje instantáneo es: (120)(√2) = 169.71 Ignorando la caída de voltaje del SCR que es de 0.7V. El valor de la resistencia total de compuerta es: 169.71/15μA = 11.314 MΩ Por lo tanto R2 es: R2 = RT – R1 = 1.671MΩ–
100KΩ = 1.571 MΩ
Fig. 10 SCR circuito resistivo a implementar que muestra el funcionamiento del SCR.
Material y equipo 1 Tiristor SCR C106B
1 Resistencia de 100KΩ 1 Potenciómetro de 5MΩ Fuente de alimentación de corriente alterna de 127V Multímetro digital Punta Atenuada. Convertidor 3 a 2. Foco de 25Watts
DESARROLLO PRÁCTICO Paso 1: Con un multímetro digital, y por medio del óhmetro comprobar el estado físico del SCR. Llenar la siguiente tabla:
VII. CONCLUSIONES Se enumeran las conclusiones que salieron del laboratorio (ojo) los del laboratorio no las del estudiante ejemplo: Aprendí mucha culinaria mal, esa es una conclusión personal los circuitos integrados son importantes por.... Los amplificadores operacionales sirven para…
VIII. FE DE ERRATAS (no es obligatorio) En este espacio se enumeran cambios, errores, etc... importantes del informe, por ejemplo el día de entrega del circuito se le quemo el integrado entonces en este espacio se especifica porque se quemó y la referencia del nuevo integrado y si es el caso el nuevo diseño del circuito.
IX. ANEXOS a) Imágenes de los montajes de la práctica.
DISPARO DE TIRISTOR CON CIRCUITO RESISTIVO-CAPACITIVO Y RESISTIVO – DOBLECAPACITIVO
INTRODUCCION La forma más simple de mejorar el circuito de control de compuerta es adicionar un capacitor al extremo inferior de la resistencia de la terminal de compuerta, el ángulo de retardo va puede ajustarse más allá de los 90º, gracias al efecto del capacitor, sin embargo el voltaje y la corriente quedan desfasados. Los SCR se usan a menudo en circuitos de CA, para controlar la potencia entregada a las cargas. La tensión entre los bornes del condensador provee la corriente de compuerta. Dado que el SCR está encendido por una combinación de tensión de entrada y corriente de compuerta, el tiempo de disparo puede ser controlado ajustando la resistencia para cambiar la relación de fase de las dos tensiones. La tensión en el condensador estará atrasada con respecto a la tensión de entrada VAC. Por medio de este método puede cambiarse el ángulo de disparo sobre una gama de 180º hasta 360º. El diodo se usa para bloquear la tensión de compuerta durante el semiciclo negativo. La resistencia se ajusta de modo que el SCR pase a ON entre 0 y 90º. En este diagrama el ángulo de disparo es de 40º dado que el SCR está en ON durante ésta parte del primer semiciclo, la corriente circulará a través de la lámpara y ésta se iluminará. El SCR debe pasar a ON entre un valor mínimo y 180º a un ángulo de disparo. Debido a que la tensión se aplica al SCR durante una pequeña parte del ciclo, la lámpara se pone débil. El ajuste de la resistencia para controlar el ángulo de fase controla a su vez la cantidad de potencia entregada a la lámpara. De manera teórica lo que se espera lograr ver con el osciloscopio es lo mostrado en la gráfica 2 al meterle una señal como la de la gráfica 1.
Ahora los cálculos que necesitamos para lograr saber a cuantos milisegundos debemos realizar el disparo son los siguientes: (R1 + R2)C1 = 1 a 30 ms. Suponiendo k el disparo mínimo sea a 5ms haciendo el potenciómetro =R2=0 encontraremos que la resistencia fija R1=50kohms. Ahora el potenciómetro para que no se rebasen los 30 ms. es 2.9 M, pero debido a que no es comercial se utilizara uno de 4.7. Para nuestras muestras pondremos en 3 diferentes valores el potenciómetro esperando ver en el osciloscopio lo que no ve la carga.
La primera constante de tiempo del circuito con doble capacitor debe cumplir: (R1 + R2)C1 = 1 a 30 ms. Así que utilizaremos los mismos valores que en la práctica anterior La segunda constante de tiempo debe cumplir con este rango: R3C2 = 1 a 30 ms Pero como se desea que en su punto inicial sea igual a 5ms entonces el valor de la resistencia será R3=5ms/100nf=50k
VII. CONCLUSIONES Se enumeran las conclusiones que salieron del laboratorio (ojo) los del laboratorio no las del estudiante ejemplo: Aprendí mucha culinaria mal, esa es una conclusión personal El capacitor tiene la siguiente función El SCR …
VIII. FE DE ERRATAS (no es obligatorio) En este espacio se enumeran cambios, errores, etc... importantes del informe, por ejemplo el día de entrega del circuito se le quemo el integrado entonces en este espacio se especifica porque se quemó y la referencia del nuevo integrado y si es el caso el nuevo diseño del circuito.
IX. ANEXOS b) Imágenes de los montajes de la práctica.
EXPERIMENTO DE LABORATORIO DEL TRIAC INTRODUCCIÓN OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA 1. Identificar los parámetros importantes del Triac. 2. Conocer las técnicas y los circuitos de medición requeridos para la verificación del Triac. 3. Verificar de las especificaciones del Triac.
MATERIALES UTILIZADOS EN LA PRÁCTICA: 1.
DESARROLLO DEL EXPERIMENTO 1. Medición de la tensión y corriente de encendido 1.1. Conectar el circuito de medición descrito en la siguiente Fig. Circuito de aplicación:
1.2. Fijar VDD a la tensión de 12 V. 1.3. Fijar VGG a la tensión de 12 V. 1.4. Ajustar P1 a su valor máximo, verificar que el Triac no se encuentre en conducción, si no es así presionar el interruptor S y así retornará al estado de bloqueo. En caso de que este método no funcione, apagar la fuente V DD y prenderla nuevamente 1.5. Disminuir el valor de P1 lentamente y observar la corriente y tensión de la compuerta. Anotar en la tabla 1 la tensión y corriente de encendido en el momento del paso a conducción. Repetir las mediciones varias veces. Es necesario anotar el resultado de las mediciones en el momento del encendido. 1.6. Calentar el Triac acercando el extremo del cautín durante uno a dos minutos (no hay que hacer contacto entre el soldador y el cuerpo del Triac. El calentamiento se producirá por la conducción del calor en el aire). Repetir la medición y anotar la tensión y corriente de encendido que se obtienen. 1.7. Cambiar la polaridad de VGG y VDD de acuerdo con la tabla 1 y repetir los ejercicios 1.4 a 1.6, anotar los resultados en la tabla.
2. Medición de la característica de conducción del Triac 2.1. Conectar el circuito de medida de acuerdo a la siguiente Fig. Circuito de aplicación:
2.2. Conectar VGG y determinar su valor en 12 V constante. Fijar P1 en su valor mínimo. 2.3. Activar la fuente de tensión V DD y fijar su límite de corriente en 400mA y en este estado bajar su tensión a cero y conectarla al circuito. 2.4. Aumentar la tensión de la fuente VDD para obtener el máximo de corriente, I f =400mA. Medir y anotar la tensión del Triac V f en la tabla 2. Para medir la corriente presionar el interruptor. 2.5. Disminuir la corriente de ánodo a 300mA con ayuda del límite de corriente y anotar la tensión Vf obtenida. 2.6. Continuar disminuyendo la corriente del Triac de acuerdo a la tabla y anotar las tensiones obtenidas. 2.7. Cambiar la polaridad de VGG y VDD de acuerdo a la tabla (y variar la polaridad de los instrumentos análogamente), repetir las mediciones de los incisos 2.2 hasta 2.6 y anotar los resultados en la tabla 2 OBS.: no es posible medir la tensión V f cuando el interruptor S está presionado.
Circuito de disparo de TRIAC por red RC
OBJETIVO: Comprobar el funcionamiento de un circuito de disparo por red RC MATERIAL: 4 diodos 1N4001 1 2N6344 1 R4 100 Ω 1 R3 4.7k Ω 1 Potenciómetro 1 M Ω 2 C1,C3 100nF 1 foco 120V/60 W
PROCEDIMIENTO: Armar el circuito de disparo RC según el diagrama, hacer un muestreo de 5 mediciones de las corrientes de la red RC, de la compuerta del TRIAC y potencia de la carga de los datos desde la potencia mínima a la potencia máxima.
EVALUACION: 1. Entregar un reporte por escrito que contenga los siguientes datos: 1.1. Tabla de mediciones de corrientes, potencia y ángulo de disparo. 1.2 Imágenes y cálculos de ángulo de disparo y de conducción 2. Responder a las siguientes preguntas en l as conclusiones que presente en su reporte de practica: 2.1. ¿Qué efecto se observa en el foco al variar el valor del potenciómetro? 2.2. ¿Qué efecto tiene la resistencia de 4.7k Ω? 2.3 Determinar en qué cuadrante opera
D i s p o s i t i v o s d e D i s p a r o – (UJT)
E l D IA C y e l T r a n s i s t o r Un i j u n t u r a
Objetivos Comprobar el funcionamiento de los dispositivos DIAC y UJT junto con sus símbolos. Comprender la necesidad de los dispositivos de disparo cuando se utilizan con los tiristores. Identificar las características principales de un DIAC y un UJT.
Conocimiento Previo El Rectificador Controlado de Silicio (SCR- sus siglas en inglés) El TRIAC
Nivel de Conocimiento Antes de realizar este ejercicio debe:
Manipular correctamente un osciloscopio.
Comprender el funcionamiento de rectificadores no controlados
Equipamiento Necesario 1 Fuente de Alimentación, 0 a20 V dc variable regulada + 15 1 2- osciloscopio canal Multímetro
Teoría En los ejercicios del SCR y del TRIAC estudiamos estos dos interruptores semiconductores (o tiristores). En la posición ON-OFF se pueden hacer funcionar con circuitos sencillos y producir corrientes de salida estables. En la Fig. 1 se ve un ejemplo de ese circuito con un SCR.
12V lamp
100R
T 2
15V rms
R +5V
G
T
1
0V
Fig 1 Circuito SCR. RECUERDE: Un tiristor se apagará únicamente cuando la tensión de ánodo-cátodo desciende a cero. Existe solamente un método para controlar el valor medio de la corriente de carga; en la Fig. 2 se ve este método para un SCR.
Fig. 2 SCR Conducción en Diferentes Tiempos de Retraso Una corriente de puerta estable permite la conducción por más de un período completo de un semiciclo positivo. Si, por el contrario, si se aplica un pulso corto de corriente de puerta en los puntos de disparo, la conducción se realiza únicamente en parte de un semiciclo reduciendo de esta manera la corriente media. Se puede variar esta corriente media al cambiar el tiempo de retraso T entre el comienzo del ciclo y el disparador. Esto se conoce como Control de Fase. En la Fig. 3 se explica la razón de lo expresado anteriormente.
Fig. 3 Control de Fase de un SCR. La variación de fase demora la onda de alimentación A para obtener la onda B, y cuando ésta alcanza un determinado nivel de disparo, el circuito de disparo genera un pulso C en la compuerta del SCR. Para obtener el control de fase, se necesitan dos elementos: Un circuito de desplazamiento de fase variable (por lo general componentes pasivos tales como los resistores y los capacitores). Un circuito de disparo que produzca un pulso cuando la onda retrasada alcance un determinado nivel. En este ejercicio observaremos dos dispositivos que funcionan como generadores de disparo, el DIAC (sus siglas en inglés Diode Alternating Current-Diodo para corriente alterna) y el Transistor Unijuntura (sus siglas en inglés Uni-Junction Transistor-Transistor Unijuntura)
Ejercicio 1 En este ejercicio estudiaremos la forma de operar del DIAC. El circuito a utilizar es el de la Fig. 4.
Fig. 4 Inicialmente, configuraremos la tensión en dc en cero, y luego la aumentaremos hasta que el dispositivo esté en conducción. Utilizaremos el osciloscopio para observar y medir las tensiones en el circuito, y mencionaremos las características del DIAC. Monte el circuito como se demuestra en el Diagrama de Conexiones.
3.9.6.1 Actividades En la Fig. 5 se ven el símbolo y la característica típica de tensióncorriente. Un símbolo alternativo del DIAC se ve en la Fig. 6.
Fig. 5 El DIAC, su símbolo gráfico y su característica.
Fig. 6 Un símbolo alternativo del DIAC Identifique al DIAC . El DIAC está diseñado como un transistor sin conexión de base, y cuando se alimenta con una tensión superior a VBR, se produce una ruptura. En un diodo común, la tensión permanecería constante a medida que la corriente aumenta, pero en el DIAC la acción del transistor hace reducir a la tensión a medida que la corriente aumenta. Esto le da a la característica una resistencia negativa, como se puede ver en la Fig. 5 El DIAC es simétrico y por lo tanto posee la misma característica para las tensiones negativas. Es la resistencia negativa lo que lo hace apropiado como disparador de un SCR o un TRIAC. Para comprobar lo expresado anteriormente, asegúrese de haber montado el circuito como se demuestra en el Diagrama de Conexiones y de que el mismo coincida con el circuito de la Fig. 7.
Fig. 7 El DIAC Circuito de Prueba Configure la alimentación variable en dc en cero y alimente las fuentes Lentamente aumente la tensión variable en dc hasta que la forma de onda en Y2 aparezca repentinamente; el DIAC 'se enciende'. Observe el rápido incremento de VR negativa. Vea la Fig. 8
producido por la resistencia
Fig. 8 Las formas de onda del DIAC Mida VBR y VR en el osciloscopio. VBR es la tensión de ruptura del DIAC, y VR es la tensión de carga y la corriente inmediata después de encenderse el DIAC. La tensión inmediata después de haberse encendido es de 1000 VBR – VR. A partir de estos números es posible formular la característica del DIAC como se ve en la Fig. 9.
Fig. 9 La característica del DIAC y la línea de carga. La Fig. 9 muestra la condición anterior al encendido y Q muestra la condición posterior. Los valores expresados no son necesariamente los correctos. Prepare un gráfico como el de la Fig. 10. en el cual pueda graficar los resultados obtenidos y utilice las mediciones tomadas para hacer un gráfico como el de la Fig. 9.
Fig. 10 La característica del DIAC
Ejercicio 2 En este ejercicio estudiaremos la forma de operar de un UJT. El circuito a utilizar es el de la Fig. 11.
Fig. 11 Vuelva a establecer la tensión variable en cero e increméntela hasta que se encienda el dispositivo. Construiremos la característica para el UJT. Monte el circuito como se lo demuestra en el Diagrama de Conexiones de este ejercicio.
Actividades En la Fig. 2 se ve al Transistor Unijuntura (UJT) (como un transistor ordinario), su representación convencional, y una indicación de su construcción.
Fig. 12 Detalles de un Transistor Unijuntura Identifique al Transistor Unijuntura (UJT) en su plaqueta 12-200-B. La base B2 está polarizada positivamente respecto a B1. Esto establece una polarización inversa para la juntura en el diodo PN. Esta polarización se revierte cuando se aplica una tensión positiva a E. Luego la corriente del emisor circula y el efecto producido por la corriente que está circulando desde B2 hacia B1 le otorga al diodo E B1 una resistencia dinámica negativa, similar a la del DIAC. Asegúrese de haber montado el circuito como se lo demuestra en el Diagrama de Conexiones y de que este coincida con el circuito de la Fig. 13.
Fig. 13 El UJT-Circuito de Prueba y Características
Configure la tensión variable en dc en cero y alimente la fuente. Lentamente aumente la tensón hasta que la corriente en el emisor aumente momentáneamente; el UJT 'se enciende' .
Copie la tabla de resultados de la Fig. 14, e ingrese los resultados obtenidos. Ingrese el valor de VEB1 antes el encendido (punto P), y los valores de VEB1 y IE también antes del encendido (punto Q). Lentamente reduzca la tensión variable en dc hasta que la corriente en el emisor se corte nuevamente. Ingrese en la tabla los valores de IE y VEB1 antes del apagado (punto R) y el valor de VEB1 también después del apagado (punto S). Ahora puede formular la característica del UJT similar al ejemplo de la Fig. 15.
Fig. 15 Gráfico de la Característica del UJT. Realice un gráfico como el de la Fig. 16 en el cual pueda graficar los resultados obtenidos.
Fig.16 Ingrese los puntos P, Q, R y S y las líneas de carga en los ejes del gráfico utilizando los valores obtenidos e ingresados en la tabla. Haga un croquis de la característica del UJT.
Preguntas 1. ¿Qué sucedería si VEB1 fuera negativa? 2. Estudie los gráficos del DIAC y del UJT y determine las diferencias más importantes entre las características de los dos dispositivos de disparo.
Resultados Una vez finalizado este ejercicio debe: Comprender que los SCRs y el TRIACs utilizados para controlar el valor medio de una corriente de carga requieren pulsos de control con determinados retardos de fase. Comprender que el DIAC y el UJT son dispositivos apropiados para producir estos pulsos.
Comprender que el DIAC y el UJT poseen como característica una resistencia dinámica negativa que les permite encenderse rápidamente una vez que alcanzan cierto nivel de tensión. Su informe debe incluir: Los circuitos estudiados, Los resultados obtenidos, Conclusiones a las que arribo. Para presentar su informe utilice un procesador de texto.
Consideraciones y Usos Prácticos Debido que el DIAC opera bidireccionalmente, es utilizado para disparar los TRIAC; en cambio como el UJT es unidireccional, es apropiado para el uso junto con los SCR. Ambos dispositivos se utilizan normalmente en circuitos como el de la Fig. 17.
Fig. 17 A Oscilador de Relajación utilizado como un Generador de Disparo Este circuito forma un Oscilador de Relajación y funciona de la siguiente manera: R y C forman un circuito variable de retraso a fin de obtener el control de fase necesario descripto en la introducción. Cuando C está lo suficientemente cargada (es decir, mayor que VBR para el DIAC o mayor que VP para el UJT), los dispositivos disparadores y C se descargan en RL formando un pulso corto. Cuando C está lo suficientemente descargada (es decir, menor que el punto R en la característica del UJT) el dispositivo se apaga y C comienza a descargarse. Si la tensión es suficiente, el circuito sigue oscilando de esta manera.
En la Fig. 18 se ve una salida típica para un UJT al que una tensión de entrada rectificada de onda completa lo pone en funcionamiento.
Fig. 18 Forma de Onda de un Oscilador de Relajación. Una cadena de pulsos disparadores es a menudo mejor que solo un pulso ya que otorga mayor certeza para disparar el SCR o el TRIAC.
Tabla de Resultados
CONDITION
Justo antes del encendido
IE (mA)
VEB1 (V)
0
POIN T
P
Justo después del encendido
Q
Justo antes del apagado
R
Justo después del apagado
0
Fig. 14 Mediciones de UJT
S
