Tiristores - Aula 2 - Ricardo Pelisson

Notas de Aula de Eletrônica de Potência - Ricardo Pelisson

Aula 2

Retificadores Controlados:

Para projetar um retificador controlado ou um retificador controlado por fase,é preciso substituir por SCRs (silicon controlled rectifiers - retificadores controlados de silício) os diodos do circuito do retificador não controlado. Esse novo circuito produz uma tensão de saída DC variável, cuja amplitude é obtida por meio de controle de fase, isto é, com o domínio do período de condução, variando o ponto no qual um sinal na porta é aplicado ao SCR.
Ao contrário do que ocorre com um diodo, um SCR não conduzirá,automaticamente, quando a tensão anodo-catodo ficar positiva - um pulso deverá ser aplicado ao Gate. Se o tempo de retardo do pulso no Gate for ajustado, e se esse processo for executado repetidamente, então as saídas dos retificadores poderão ser controladas. Essa técnica é denominada controle de fase.
Os retificadores controlados, ou conversores, são classificados em dois tipos:
Completamente controlado e semicontrolado. O completamente controlado, ou tipo dois-quadrantes, usa um SCR como dispositivo de retificação. A corrente DC é unidirecional, mas a tensão DC pode ter qualquer uma das duas polaridades. Com uma delas, o fluxo de potência vai da fonte AC para a carga DC, em um processo chamado retificação. Com a inversão da tensão DC pela carga, o fluxo de potêncía vai da fonte DC para a alimentação AC, em um método denominado inversão.
Se metade dos SCRs for substituída por diodos, o circuito passará a ser classificado como semicontrolado ou semiconversor, Esse circuito permite também que o valor médio da tensão ,de saída DC seja variado pelo controle de fase do SCR.
Entretanto, a polaridade da tensão de saída DC e a direção da corrente não podem
mudar, isto é, o fluxo de potência ocorre da fonte AC para a carga DC. Os Conversores desse tipo são também denominados conversores de um quadrante.
Os retificadores, controlados fornecem potência DC para várias aplicações , como controle de velocidade para motores DC, carregadores de baterias e transmissão DC em alta tensão. O controle de fase é usado para freqüências abaixo de 400 Hz ou, mais comumente, 60 Hz. A principal desvantagem do controle de fase é a interferência em radiofreqüência (radio frequency interference - RfI). A onda semi-senoidal cortada produz harmônicos de peso que interferem no rádio, na televisão e em outros equipamentos de comunicação.
Neste capitulo, estudaremos os retíflcadores controlados, desde a configuração mais
simples, o de meia-onda (raramente usado em aplicações de eletrônica de potência
por causa do alto conteúdo de tensão de ondulação na saída), até o circuito retificador com tape central e em ponte.

Retificador Monofásico Controlado de Meia Onda:

Carga Resistiva:


A estrutura básica de um retificador monofásico controlado de meia onda alimentando uma carga resistiva é apresentado abaixo:

Neste circuito, somente os semiciclos positivos da fonte de alimentação, ou parte deles, serão aplicados na carga quando o SCR for disparado. Os semiciclos negativos são integralmente bloqueados.
O SCR é disparado por uma corrente IG em um ângulo α entre 0 e 180º , passando a conduzir e permitindo a aplicação de uma tensão na carga.
Durante o semiciclo positivo da tensão de alimentação, o SCR estará diretamente polarizado e conduzirá se o pulso de acionamento(disparo) for aplicado ao Gate. Se o SCH passar para o estado ligado em I", 'uma corrente Iluirá na carga e a tensão de saída Vo será igual à tensão de entrada. No tempo t = n, a corrente cai naturalmente a zero, urna vez que o SCR estará .inversamente polarizado. Durante o semiciclo negativo, o dispositivo bloqueará o fluxo de corrente e não haverá tensão na carga. O SCR ficará fora até que o sinal seja aplicado novamente na porta em (to + 21t). O período que vai de O a lu, na Figura 6.1b, representa o ternpono serniciclo positivo quando o SCR está desligado. Esse ângulo (medido em graus) é denominado ângulo de disparo ou ângulo de retardo (a). O SCR conduz ele to a 1t;esse ângulo é denominado ânglllo de colldução (8).
A tensão e corrente média na carga pode ser calculada pela equação:


A tensão média na carga é função do ângulo de disparo α. Ao variar-se α estamos variando automaticamente a tensão na carga.

Forma de onda

Para o cálculo da Tensão, Corrente eficaz e potência média na carga, empregam-se as expressões abaixo:

Para esta estrutura, as correntes que circulam na carga são as mesmas que circulam pelo SCR.
Para um dimensionamento correto é necessário o conhecimento da tensão reversa máxima e corrente máxima sobre o SCR.

Exercício de fixação:

Em o circuito retificador controlado monofásico de meia onda, o valor eficaz da tensão da fonte de alimentação é 100 V. Calcular:
a) Os valores médio e eficaz da corrente na carga , a potencia média na carga ,e desenhar as formas de onda da tensão na carga e no SCR para α = 45º e α =135º e R = 10 ohms.
b) Calcule a resistência térmica do dissipador a ser empregado para manter a temperatura da junção abaixo do limite especificado, considerando o dispositivo especificado abaixo:

TIRISTOR SRC modelo: SCR SKT 16/06 C (SEMIKRON)
TENSÃO REVERSA MÁXIMA (VRRM) 600V
TENSÃO DIRETA EM CONDUÇÃO (E0) 1,0V
RESISTÊNCIA EM CONDUÇÃO (rF) 20mΩ
CORRENTE MÉDIA (IDmed) 16A
CORRENTE DE DISPARO MÍNIMA (IG) 100mA
TENSÃO DE GATILHO (VG) 3,0V

c) Especifique um circuito de disparo que atenda às exigências mínimas de disparo.

As formas de onda de tensão no SCR para a = 45o e a =135o são apresentadas abaixo:

Carga Indutiva:

A maioria dos acionamentos industriais que empregam conversores estáticos contém cargas do tipo RL. Tais cargas apresentam um funcionamento típico devido a presença do indutor. Como sabemos, os indutores provocam um atraso na corrente elétrica devido ao fato de que estes constituem-se em elementos armazenadores de energia. Sempre que uma corrente percorre um indutor, parte da energia elétrica é transformada em energia magnética e fica retida (armazenada) sob forma de campo magnético no indutor. Quando deseja-se interromper a corrente é necessário que toda a energia armazenada pelo indutor seja evacuada pois, os indutores não possuem a capacidade de, quando desconectados do circuito (circuito aberto), reterem a energia que acumularam.
Então, quando se alimenta uma carga RL através de um retificador monofásico de meia onda, existirá sempre um atraso devido ao indutor forçar a circulação de corrente mesmo após o início do semiciclo negativo. Em conseqüência disto, o SCR não mais se bloqueia em ωt = p, ou seja, quando a tensão passa por zero e torna-se negativa. O SCR então permanece conduzindo enquanto a corrente de carga não se anula, permitindo tensões instantaneamente negativas sobre a carga e fazendo com que a tensão média diminua.
O diagrama de um circuito retificador monofásico de meia onda com carga Indutiva é mostrado abaixo:

As formas de onda na carga pode ser vista abaixo:

O SCR conduz então por um ângulo(Ângulo de Condução) γ = β - α,

onde β é o ângulo de extinção e π < β <>






A tensão e a corrente média na carga são dadas em função de a e de β pelas equações abaixo, onde Vo = Vef:

Observação: Devido ao indutor armazenar e evacuar a energia em cada ciclo de funcionamento, a tensão média sobre ele é nula. Por esta razão é que se pode calcular a corrente média sobre a carga de acordo com a expressão acima.

Para cálculo da corrente eficaz na carga utiliza-se a seguinte equação, onde Vo = Vef:




Onde: Ief é obtida em função do ângulo f e do ângulo a , através do gráfico abaixo:



Corrente Eficaz na carga (IRLef) em função de a para vários valores do ângulo de carga f.


Exercício de fixação:

Em o circuito retificador controlado monofásico de meia onda, alimentando uma carga indutiva, o valor eficaz da tensão da fonte de alimentação é 100 V, a freqüência da tensão de alimentação é 60 hz e a indutância é 26,5mH.
Calcular:
a) Os valores médio e eficaz da corrente na carga , a potencia média na carga ,e desenhar as formas de onda da tensão na carga e no SCR para α = 45º e α =135º e R = 10 ohms.
b) Calcule a resistência térmica do dissipador a ser empregado para manter a temperatura da junção abaixo do limite especificado, considerando o dispositivo especificado abaixo:

TIRISTOR SRC modelo: SCR SKT 16/06 C (SEMIKRON)
TENSÃO REVERSA MÁXIMA (VRRM) 600V
TENSÃO DIRETA EM CONDUÇÃO (E0) 1,0V
RESISTÊNCIA EM CONDUÇÃO (rF) 20mΩ
CORRENTE MÉDIA (IDmed) 16A
CORRENTE DE DISPARO MÍNIMA (IG) 100mA
TENSÃO DE GATILHO (VG) 3,0V

c) Especifique um circuito de disparo que atenda às exigências mínimas de disparo.

Retificador Monofásico Controlado de Onda Completa com derivação central ou Center Tape:

Carga Resistiva:


A estrutura do retificador monofásico de onda completa com ponto médio é apresentada na Fig. 2.35. Este retificador emprega obrigatoriamente um transformador , devido a necessidade de uma derivação central que possibilite manter a tensão positiva sobre a carga quando a tensão da fonte inverte seu sentido.

A estrutura apresenta duas seqüências de funcionamento. Durante o semiciclo positivo da tensão de alimentação o SCR T1 é responsável, após o disparo em um dado ângulo a, pela condução da corrente de carga (i1). Durante o semiciclo negativo, T1 bloqueia enquanto T2 será responsável, após o disparo em a + p, pela corrente de carga (i2). Podemos notar que ambas as correntes tem o mesmo sentido e, portanto, a corrente na carga será contínua. A figura 2.36 apresenta as formas de onda de tensão e corrente na carga para o retificador da figura 2.35.

Podemos calcular os valores de tensão e corrente média na carga através das seguintes expressões, onde V2 = Vef:

Para o cálculo da tensão e corrente eficaz na carga, empregam-se as expressões abaixo, onde V2 = Vef:

As componentes média e eficaz da corrente sobre cada SCR em função das correntes média e eficaz na carga são expressa por:

A tensão de pico sobre cada SCR é igual a soma das tensões de pico dos dois enrolamentos do secundário do transformador. O fato da tensão sobre cada diodo ser o dobro da tensão na carga constitui uma das desvantagens desta estrutura.

As formas de ondas do circuito são mostradas abaixo:




Exercício de fixação:

Em o circuito retificador controlado monofásico de meia onda, alimentando uma carga indutiva, o valor eficaz da tensão da fonte de alimentação é 100 V, a freqüência da tensão de alimentação é 60 hz. Calcular:
d) Os valores médio e eficaz da corrente na carga , a potencia média na carga ,e desenhar as formas de onda da tensão na carga e no SCR para α = 45º e α =135º e R = 10 ohms.
e) Calcule a resistência térmica do dissipador a ser empregado para manter a temperatura da junção abaixo do limite especificado, considerando o dispositivo especificado abaixo:

TIRISTOR SRC modelo: SCR SKT 16/06 C (SEMIKRON)
TENSÃO REVERSA MÁXIMA (VRRM) 600V
TENSÃO DIRETA EM CONDUÇÃO (E0) 1,0V
RESISTÊNCIA EM CONDUÇÃO (rF) 20mΩ
CORRENTE MÉDIA (IDmed) 16A
CORRENTE DE DISPARO MÍNIMA (IG) 100mA
TENSÃO DE GATILHO (VG) 3,0V



Carga Indutiva:

Quando o retificador monofásico de onda completa alimenta carga indutiva, pode ocorrer condução contínua ou descontínua, dependendo dos valores de resistência e indutância de carga. Devido aos SCRs serem comandados com ângulos complementares (a e a + π ), quando a carga apresentar indutância, a corrente se manterá mesmo após os SCRs serem polarizados reversamente.

Desta forma, pode ocorrer três modos de condução:

# Descontínua - β < α + π .

# Crítica - β = α + π ( a indutância que provoca tal situação é dita indutância crítica);
# Contínua - β > α + π .
As formas de onda de corrente e tensão na carga para os modos contínuo e descontínuo são apresentadas, respectivamente, pela figura A abaixo.

Como a tensão média sobre o indutor é nula, pode-se calcular as componentes média de tensão e corrente na carga empregando-se as expressões:



A tensão eficaz na carga pode ser calculada por:

Exercício de fixação:

Em o circuito retificador controlado monofásico de meia onda, alimentando uma carga indutiva, o valor eficaz da tensão da fonte de alimentação é 100 V, a freqüência da tensão de alimentação é 60 hz e a indutância é 26,5mH.
Calcular:
f) Os valores médio e eficaz da corrente na carga , a potencia média na carga ,e desenhar as formas de onda da tensão na carga e no SCR para α = 45º e α =135º e R = 10 ohms.
g) Calcule a resistência térmica do dissipador a ser empregado para manter a temperatura da junção abaixo do limite especificado, considerando o dispositivo especificado abaixo:

TIRISTOR SRC modelo: SCR SKT 16/06 C (SEMIKRON)
TENSÃO REVERSA MÁXIMA (VRRM) 600V
TENSÃO DIRETA EM CONDUÇÃO (E0) 1,0V
RESISTÊNCIA EM CONDUÇÃO (rF) 20mΩ
CORRENTE MÉDIA (IDmed) 16A
CORRENTE DE DISPARO MÍNIMA (IG) 100mA
TENSÃO DE GATILHO (VG) 3,0V

Retificador Monofásico Controlado de Onda Completa em Ponte completa:

Neste retificador , pares de SCRs opostos na diagonal passam juntos para. o estado ligado ou para o desligado. A operação é similar à do circuito de Onda completa com terminal central discutido anteriormente. A tensão média de saída DC controlada vai de zero a um valor máximo positivo, dependendo da variação do ângulo de disparo.
O retificador em ponte completa e suas duas seqüências de funcionamento são apresentados na figura abaixo. Como a ponte completa emprega quatro SCRs ela é também chamada de ponte totalmente controlada.


O retificador monofásico em ponte apresenta como vantagem sobre o de ponto médio, o fato de não necessitar de um transformador para o seu funcionamento. Porém, este tipo de retificador emprega quatro semicondutores, o que pode aumentar o custo da estrutura.
As tensões e correntes na carga são representadas pelas mesmas expressões estudadas no retificador monofásico controlados com center tape.
A tensão de pico sobre cada SCR é expressa por:

Retificador Monofásico Controlado de Onda Completa em Ponte Mista:

Um retificador monofásico Controlado de onda completa em Ponte Mista utiliza diodos e SCRs para sua construção.
As configurações possíveis são mostradas na figura abaixo:

A principal vantagem das pontes semi-controladas é o uso de apenas 2 tiristores, sendo indicadas quando o fluxo de energia será apenas da fonte para a carga. Neste circuito a tensão de saída, vo(t) pode assumir apenas valores (instantâneos e médios) positivos. Sempre que a tensão de saída tender a se inverter haverá um caminho interno que manterá esta tensão em zero, desconectando a carga da rede.
A ponte mista não apresenta a possibilidade de tensão negativa na carga.

Fotos do níver de WR

É na simplicidade que nos divertimos e

demonstramos que o verdadeiro valor da

amizade é tão enorme que nem

se unirmos todas as palavras de todas as

gramáticas existentes no universo conseguiriamos definí-lo.

Tiristores -Aula 1 - Ricardo Pelisson

Notas de Aula de Eletrônica de Potência - Ricardo Pelisson

Aula 1

Tiristor

O nome tiristor engloba uma família de dispositivos semicondutores que operam em regime chaveado, tendo em comum uma estrutura de 4 camadas semicondutoras numa sequência p-n-p-n, apresentando um funcionamento biestável.
O tiristor de uso mais difundido é o SCR (Retificador Controlado de Silício), usualmente chamado simplesmente de tiristor. Outros componentes, no entanto, possuem basicamente uma mesma estrutura: LASCR (SCR ativado por luz), também chamado de LTT (Light Triggered Thyristor), TRIAC (tiristor triodo bidirecional), DIAC (tiristor diodo bidirecional), GTO (tiristor comutável pela porta), MCT (Tiristor controlado por MOS).

Princípio de funcionamento

O tiristor é formado por quatro camadas semicondutoras, alternadamente p-n-p-n, possuindo 3 terminais: anodo e catodo, pelos quais flui a corrente, e a porta (ou gate) que, a uma injeção de corrente, faz com que se estabeleça a corrente anódica. A figura 3.3 ilustra uma estrutura simplificada do dispositivo.
Se entre anodo e catodo tivermos uma tensão positiva, as junções J1 e J3 estarão diretamente polarizadas, enquanto a junção J2 estará reversamente polarizada. Não haverá condução de corrente até que a tensão Vak se eleve a um valor que provoque a ruptura da barreira de potencial em J2 [3.1].
Se houver uma tensão Vgk positiva, circulará uma corrente através de J3, com portadores negativos indo do catodo para a porta. Por construção, a camada P ligada à porta é suficientemente estreita para que parte destes elétrons que cruzam J3 possuam energia cinética suficiente para vencer a barreira de potencial existente em J2, sendo então atraídos pelo anodo.

Figura 3.3 Funcionamento básico do tiristor e seu símbolo.

Desta forma, a junção reversamente polarizada tem sua diferença de potencial diminuída e estabelece-se uma corrente entre anodo e catodo, que poderá persistir mesmo na ausência da corrente de porta.
Quando a tensão Vak for negativa, J1 e J3 estarão reversamente polarizadas, enquanto J2 estará diretamente polarizada. Uma vez que a junção J3 intermedia regiões de alta dopagem, ela não é capaz de bloquear tensões elevadas, de modo que cabe à junção J1 manter o estado de bloqueio do componente.

Características básicas do SCR

O Tiristor SCR (Silicon Controlled Rectifier) foi desenvolvido por um grupo de engenheiros do Bell Telephone Laboratory (EUA) em 1957. É o mais conhecido e aplicado dos Tiristores existentes. Tiristor é o nome genérico dado à família dos componentes compostos por quatro camadas semicondutoras (PNPN).
Os Tiristores SCR’s funcionam analogamente a um diodo, porém possuem um terceiro
terminal conhecido como Gatilho (Gate ou Porta). Este terminal é responsável pelo controle da condução (disparo). Em condições normais de operação, para um SCR conduzir, além de polarizado adequadamente (tensão positiva no Ânodo), deve receber um sinal de corrente no gatilho, geralmente um pulso.
A principal aplicação que os SCR têm é a conversão e o controle de grandes quantidades de potência em sistemas CC e CA, utilizando apenas uma pequena potência para o controle. Isso se deve à sua ação de chaveamento rápido, ao seu pequeno porte e aos altos valores nominais de corrente e tensão em que podem operar.

Algumas características dos SCR’s:

#São chaves estáticas bi-estáveis, ou seja, trabalham em dois estados: não condução e condução, com a possibilidade de controle.
#Em muitas aplicações podem ser considerados chaves ideais, mas há limitações e características na prática.
#São compostos por 4 camadas semicondutoras (P-N-P-N), três junções (P-N) e 3 terminais (Ânodo, Cátodo e Gatilho).
#São semicondutores de silício. O uso do silício foi utilizado devido a sua alta capacidade de potência e capacidade de suportar altas temperaturas.
#Apresentam alta velocidade de comutação e elevada vida útil;
#Possuem resistência elétrica variável com a temperatura, portanto, dependem da potência que estiverem conduzindo.
#São aplicados em controles de relés, fontes de tensão reguladas, controles de motores, Choppers (variadores de tensão CC), Inversores CC-CA, Ciclo-conversores (variadores de freqüência), carregadores de baterias, circuitos de proteção, controles de iluminação e de aquecedores e controles de fase, entre outras.

Simbologia

Tipos de encapsulamento

Polarização Direta

Tensão do Ânodo positiva em relação ao Cátodo
J1 e J3 polarizadas diretamente
J2 polarizada reversamente: apresenta maior barreira de potencial
Flui pequena Corrente de Fuga Direta de Ânodo para Cátodo, IF (Forward Current).
Bloqueio Direto – DESLIGADO

Abaixo podemos ver um exemplo de polarização direta e uma analogia com diodos.

Polarização Reversa

# Tensão de Cátodo positiva em relação ao Ânodo
# J2 diretamente polarizada
# J1 e J3 reversamente polarizadas: apresentam maiores barreiras de potencial
# Flui pequena Corrente de Fuga Reversa de Cátodo para Ânodo, IR (Reverse Current).
# Bloqueio Reverso – DESLIGADO

Abaixo podemos ver um exemplo de polarização reversa e uma analogia com diodos.

Modos de disparo de um tiristor
Um SCR é disparado (entra em condução) quando aumenta a Corrente de Ânodo IA, através de uma das seguintes maneiras:

Corrente de Gatilho IGK:

É o procedimento normal de disparo do SCR. Quando estiver polarizado diretamente, a injeção de um sinal de corrente de gatilho para o cátodo (IG ou IGK), geralmente na forma de um pulso, leva o SCR ao estado de condução. A medida que aumenta a corrente de gatilho para catodo, a tensão de bloqueio direta diminui até que o SCR passa ao estado de condução.
A Figura X apresenta um circuito para disparo do SCR. Enquanto diretamente polarizado o SCR só começa a conduzir se receber um comando através de um sinal de corrente (geralmente um pulso) em seu terminal de gatilho (Gate ou Porta). Esse pulso polariza diretamente o “segundo diodo formado pelas camada N e P” e possibilita a condução.
Enquanto tivermos corrente entre ânodo e cátodo o SCR continua conduzindo, sendo ele
cortado (bloqueado) somente quando a mesma for praticamente extinta. Nesta condição, as barreiras de potencial formam-se novamente e o SCR precisará de um novo sinal de corrente no gatilho para voltar ao estado de condução.
Polarizado reversamente o SCR funciona como um diodo, bloqueando a passagem de corrente, mesmo quando efetuado um pulso em seu Gatilho.

Fig. X Exemplo de circuito de disparo de um SCR

Como entre o gatilho e o cátodo há uma junção PN, temos uma tensão de proximadamente 0,7V. Desta forma, analisando o circuito da figura X abaixo, podemos determinar os requisitos para o circuito de disparo do SCR.



Assim, a tensão VDISPARO necessária para proporcionar a corrente de disparo IG através da resistência limitadora RG pode ser dada por:

Tensão de disparo que é igual a corrente do gate multiplicada pela resistência do gate somado a 0,7.
Um SCR pode disparar por ruído de corrente no gatilho. Para evitar estes disparos indesejáveis devemos utilizar um resistor RGK entre o gatilho e o cátodo que desviará parte do ruído, como indica a figura X abaixo. Em alguns tipos de SCR, a resistência RGK já vem internamente no componente para diminuir sua sensibilidade.

Figura X Característica estática do tiristor.

Figura X Condições para disparo de tiristor através de controle pela porta.

b) Corrente de Retenção e Corrente de Manutenção

Para entrar em condução o SCR deve conduzir uma corrente suficiente, cujo valor mínimo recebe o nome de Corrente de Retenção IL (Latching Current). O SCR não entrará em condução se a Corrente de Gatilho IGK for suprimida antes que a Corrente de Ânodo IA atinja o valor da Corrente de Retenção IL.
Uma vez retirada a corrente de gatilho, a mínima Corrente de Ânodo IA para manter o SCR em condução é chamada Corrente de Manutenção IH (Holding Current). Se a Corrente de Ânodo for menor que a Corrente de Manutenção, as barreiras de potencial formam-se novamente e o SCR entrará em Bloqueio.
A Corrente de Retenção é maior que a Corrente de Manutenção (IL > IH). O valor de IL é em geral de duas a três vezes a corrente de manutenção IH. Ambas diminuem com o aumento da temperatura e vice-versa.
É por este motivo que dizemos que o SCR é uma Chave de Retenção (ou Travamento)
porque uma vez em condução, permanece neste estado enquanto a Corrente de Ânodo IA for maior que a Corrente de Manutenção (IA > IH), mesmo sem corrente no gatilho (IGK).

c) SobreTemperatura

O aumento brusco da temperatura aumenta o número de pares elétrons-lacunas no
semicondutor provocando maior corrente de fuga, o que pode levar o SCR ao estado de condução. O disparo por aumento de temperatura deve ser evitado.

d) SobreTensão VAK

Se a tensão direta ânodo-cátodo VAK for maior que o valor da tensão de ruptura direta
máxima VDRM (VBO), fluirá uma corrente de fuga suficiente para levar o SCR ao estado de condução.
Isto acontece porque o aumento da tensão VAK em polarização direta acelera os portadores de carga na junção J2 que está reversamente polarizada, podendo atingir energia suficiente para provocar a avalanche e disparar o SCR. Este fenômeno faz com que muitos elétrons choquem-se e saiam das órbitas dos átomos do semicondutor ficando disponíveis para condução e permitindo o aumento da corrente de fuga no SCR e levando-o ao estado de condução.
O disparo por sobretensão direta diminui a vida útil do componente e, portanto, deve ser
evitado.
A aplicação de uma sobretensão reversa, ou seja, uma tensão ânodo-cátodo maior que o
valor da tensão de ruptura reversa máxima (VRRM ou VBR) danificará o componente.

c) Taxa de crescimento da tensão direta (Degrau de tensão dv/dt)

Quando reversamente polarizadas, a área de transição de uma junção comporta-se de maneira similar a um capacitor, devido ao campo criado pela carga espacial. Considerando que praticamente toda a tensão está aplicada sobre a junção J2 (quando o SCR estiver desligado e polarizado diretamente), a corrente que atravessa tal junção é dada em função da capacitância da junção:
Quando Vak cresce, a capacitância diminui, uma vez que a região de transição aumenta de largura. Entretanto, se a taxa de variação da tensão for suficientemente elevada, a corrente que atravessará a junção pode ser suficiente para levar o tiristor à condução.
Uma vez que a capacitância cresce com o aumento da área do semicondutor, os componentes para correntes mais elevadas tendem a ter um limite de dv/dt menor. Observe-se que a limitação diz respeito apenas ao crescimento da tensão direta (Vak>0). A taxa de crescimento da tensão reversa não é importante, uma vez que as correntes que circulam pelas junções J1 e J3, em tal situação, não tem a capacidade de levar o tiristor a um estado de condução.
Como se verá adiante, utilizam-se circuitos RC em paralelo com os tiristores com o objetivo de limitar a velocidade de crescimento da tensão direta sobre eles.

e) Energia radiante (Luz ou Radiação)

Energia radiante dentro da banda espectral do silício, incidindo e penetrando no cristal, produz considerável quantidade de pares elétron-lacuna, aumentando a corrente de fuga reversa, possibilitando a condução do tiristor. Este tipo de acionamento é o utilizado nos LASCR, cuja aplicação principal é em sistemas que operam em elevado potencial, onde a isolação necessária só é obtida por meio de acoplamentos óticos.

Parâmetros básicos de tiristores

A seguir alguns parâmetros típicos de tiristores e que caracterizam condições limites para sua operação [3.2]. Alguns já foram apresentados e comentados anteriormente e serão, pois, apenas citados aqui.
a) Tensão direta de ruptura (VBO)
b) Máxima tensão reversa (VBR)
c) Máxima corrente de anodo (Ia max): pode ser dada como valor RMS, médio, de pico e/ou instantâneo.
d) Máxima temperatura de operação (Tj max): temperatura acima da qual, devido a um possível processo de avalanche, pode haver destruição do cristal.
e) Resistência térmica (Rth): é a diferença de temperatura entre 2 pontos especificados ou regiões, dividido pela potência dissipada sob condições de equilíbrio térmico. É uma medida das condições de fluxo de calor do cristal para o meio externo.
f) Característica I2t: é o resultado da integral do quadrado da corrente de anodo num determinado intervalo de tempo, sendo uma medida da máxima potência dissipável pelo dispositivo. É dado básico para o projeto dos circuitos de proteção.
g) Máxima taxa de crescimento da tensão direta Vak (dv/dt).
h) Máxima taxa de crescimento da corrente de anodo (di/dt): fisicamente, o início do processo de condução de corrente pelo tiristor ocorre no centro da pastilha de silício, ao redor da região onde foi construída a porta, espalhando-se radialmente até ocupar toda a superfície do catodo, à medida que cresce a corrente. Mas se a corrente crescer muito rapidamente, antes que haja a expansão necessária na superfície condutora, haverá um excesso de dissipação de potência na área de condução, danificando a estrutura semicondutora. Este limite é ampliado para tiristores de tecnologia mais avançada fazendo-se a interface entre gate e catodo com uma maior área de contato, por exemplo, 'interdigitando" o gate. A figura 3.7 ilustra este fenômeno.
i) Corrente de manutenção de condução (IH): a mínima corrente de anodo necessária para manter o tiristor em condução.
j) Corrente de disparo (IL): mínima corrente de anodo requerida para manter o SCR ligado imediatamente após ocorrer a passagem do estado desligado para o ligado e ser removida a corrente de porta.
k) Tempo de disparo (ton): é o tempo necessário para o tiristor sair do estado desligado e atingir a plena condução.
l) Tempo de desligamento (toff): é o tempo necessário para a transição entre o estado de condução e o de bloqueio. É devido a fenômenos de recombinação de portadores no material semicondutor.
m) Corrente de recombinação reversa (Irqm): valor de pico da corrente reversa que ocorre durante o intervalo de recombinação dos portadores na junção.

A figura X ilustra algumas destas características.

Figura 3.7 Expansão da área de condução do tiristor a partir das vizinhanças da região de gate.

Figura 3.8: Características do tiristor

Perdas em condução

Analogamente ao diodo, podemos representar o SCR por seu circuito elétrico equivalente:

O SCR conduzindo dissipa uma potência elétrica em forma de calor que pode ser calculada por:

Onde:
E0 - tensão em condução;
ITmed e ITef - respectivamente, as componentes média e eficaz da corrente do SCR.
r0 ou rF - resistência em condução.

O cálculo térmico é efetuado da mesma forma já estudada quanto a diodos.

FALANDO EM AMIZADE, AQUI VAI A LETRA DE UMA MUSICA MUITO ESPECIAL QUE FALA SOBRE ESTE ASSUNTO

Quanta coisa pra falar da gratidão que nós sentimos
É tão forte, que não há como explicar.
São momentos que passamos, lado a lado no viver
SÃO MOMENTOS QUE NÃO VOLTAM NUNCA MAIS

Foram tantas emoçoes que repartimos como amigos
Mas somente os bons momentos vão ficar
Sendo assim um novo dia, um futuro irá nascer
Se unirmos nossas mãos ao caminhar

(...)
Muita coisa em nossa vida certamente vai mudar,
Nos momentos que passamos no viver.
Ótimos dias e grandes sonhos ficarão pra compensar
Se a saudade um dia em nós acontecer

Hoje é o tempo de firmar os nossos sonhos alcançados
Sem contudo esquecer o que passou
Renovados para a vida, refletindo a paz do céu
Vamos juntos transformados pela amizade!

Acredito que esta música tem tudo a ver com FUNDÃO

E acho que não poderia faltar no nosso arsenal...

Atestamos aqui o valor de nossa amizade

Ter amigos é obra divina, não é dom, mas é poder (oculto).

Ter amigos é ter a certeza de que nunca estará só, pois terá alguém com quem possa sorrir e chorar, alguém que se você crescer ele crescerá junto a ti, mas se você cai, ele se prontifica a cair junto a ti e ainda com um sorriso diz:

_E daí né? Este buraco não é tão fundo, a gente consegue sair daqui.

Ser amigo é proeza, é ver no outro a verdadeira imagem e semelhança do Criador, e tratá-lo da mesma forma que se trata um recém-nascido, com todo o cuidado, pois nem sempre se sabe o que ele quer, mas temos que tentar, não adivinhar, mas sentir.

Ser amigo é estar mais ligados uns aos outros do que qualquer um possa imaginar, é ter total liberdade de expressar coisas que vêm do cantinho do coração, sem se preocupar ( as vezes) se isto magoará o outro, pois não importa o que aconteça a conclusão será sempre a mesma:

• Somos um quebra cabeça pequeno, mas com um impacto muito grande. Fazemos a diferença.
• Possuímos apenas 4 peças, mas juntos podemos tudo.
• Uma peça pode machucar outra, de vez em quando, mas todas concordam que mesmo a peça mais defeituosa possui uma importância não maior ou menor à das outras, mas IGUAL.

É este jeito de sermos nós mesmos e que se danem os outros que nos queiram mal, é que nos une em um sentimento que se priorizado tem o poder de estabelecer a paz .

A AMIZADE