Tiristor para niños

Datos para niños Tiristor (SCR)
Dos tiristores de distinta potencia.
Tipo	Semiconductor
Invención	1956
Símbolo electrónico
Terminales	Ánodo, Cátodo y Compuerta

Un tiristor es un componente electrónico hecho de materiales semiconductores. La palabra "tiristor" viene de la palabra griega thýra (que significa "puerta" o "válvula") y "transistor".

Los semiconductores son materiales especiales que pueden comportarse como aislantes (no dejan pasar la electricidad) o como conductores (sí la dejan pasar), dependiendo de ciertas condiciones como la temperatura.

Los tiristores se usan principalmente para controlar la potencia eléctrica. Funcionan como un interruptor muy rápido que puede encenderse o apagarse. Algunos tiristores solo dejan pasar la corriente en una dirección (como el SCR), mientras que otros pueden hacerlo en ambas direcciones (como el Triac o el DIAC).

El tipo más conocido de tiristor es el rectificador controlado de silicio (SCR). Aunque a veces se usan como sinónimos, el SCR es en realidad un tipo de tiristor, junto con otros como el DIAC y el TRIAC.

Este importante componente fue desarrollado por ingenieros de General Electric en la década de 1960. Sin embargo, su origen se remonta a 1950, cuando William Shockley (ganador del Premio Nobel de Física en 1956) creó un dispositivo similar. Más tarde, en 1956, fue mejorado en los laboratorios Bell.

¿Cómo funciona un tiristor?

Un tiristor es como un interruptor electrónico que tiene dos estados: encendido o apagado. No tiene estados intermedios. Esto significa que puede dejar pasar la corriente por completo o bloquearla del todo.

Para que un tiristor se encienda, necesita un pequeño pulso de corriente en una de sus patas, llamada "puerta" (o gate). Esto ocurre cuando el voltaje en el ánodo es mayor que en el cátodo.

Una vez que el tiristor está encendido, sigue conduciendo la corriente. Para apagarlo, hay que cortar la fuente de energía o hacer que la corriente fluya en sentido contrario. Si se le aplica un voltaje inverso muy alto, el tiristor puede dañarse.

Para que el tiristor pase de estar bloqueado a estar activo, necesita una corriente de "enganche" en el ánodo y una pequeña corriente en la puerta. Para que siga encendido, necesita una corriente de "sostenimiento", que es más pequeña que la de enganche.

Cuanto mayor sea la corriente que se le da a la puerta, menor será el voltaje que necesita entre el ánodo y el cátodo para encenderse.

Historia del tiristor

El rectificador controlado de silicio (SCR), que es un tipo de tiristor, fue propuesto por William Shockley en 1950. Fue desarrollado en 1956 por ingenieros de General Electric, liderados por Gordon Hall. Frank W. "Bill" Gutzwiller de General Electric se encargó de su comercialización.

El Institute of Electrical and Electronics Engineers (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) reconoció esta invención como un Hito Histórico IEEE.

Un grupo de seis tiristores de 2000 amperios (los discos blancos en fila)

¿De dónde viene la palabra "tiristor"?

Antes del tiristor, existía un componente llamado "tiratrón", que era un tubo lleno de gas. Este dispositivo también podía controlar grandes corrientes con un pequeño voltaje. La palabra "tiristor" se formó combinando "THYRatron" y "transISTOR".

¿Cómo se puede activar un tiristor?

Los tiristores se pueden activar de varias maneras:

• Con luz: Si un rayo de luz llega a las partes internas del tiristor, puede hacer que se active.
• Con corriente en la puerta: Si se le aplica una pequeña corriente a la pata de la puerta, el tiristor se enciende. Cuanto mayor sea esta corriente, más fácil será activarlo.
• Con calor: Una temperatura muy alta en el tiristor puede hacer que se active. Esto ocurre porque el calor aumenta las pequeñas corrientes internas del dispositivo.
• Con alto voltaje: Si el voltaje entre el ánodo y el cátodo es demasiado alto, el tiristor puede encenderse. Sin embargo, esta forma de activación puede dañar el dispositivo.
• Con un aumento rápido de voltaje: Si el voltaje entre el ánodo y el cátodo aumenta muy rápido, la corriente interna puede ser suficiente para activar el tiristor. Este método también puede ser peligroso para el dispositivo.

Usos de los tiristores

Los tiristores se usan mucho en sistemas donde hay corrientes o voltajes muy grandes. También son comunes para controlar la corriente alterna, ya que el cambio de polaridad de la corriente ayuda a encender o apagar el dispositivo.

Algunas aplicaciones importantes de los tiristores son:

• Control de potencia: Se usan para regular la cantidad de energía que llega a un aparato.
• Interruptores automáticos: Pueden cortar un circuito eléctrico si la corriente es demasiado alta, protegiendo otros componentes.
• Transformación de corriente: Ayudan a convertir la corriente alterna en corriente continua.
• Electrodomésticos: Los encuentras en sistemas de iluminación, calentadores, controles de temperatura, alarmas y para regular la velocidad de ventiladores.
• Herramientas eléctricas: Controlan la velocidad de motores o cargadores de baterías.
• Equipos para exteriores: Se usan en sistemas de riego o encendido de motores.
• Flashes de fotografía: En los años 80, los tiristores revolucionaron los flashes electrónicos. Antes, un flash descargaba toda su energía y tardaba mucho en recargarse. Con los tiristores, el flash solo usa la energía necesaria, lo que permite recargas mucho más rápidas y disparos más precisos.

Fabricación de tiristores

Existen varias técnicas para fabricar tiristores:

• Técnica de Difusión-Aleación: Se usa para tiristores de mucha potencia. Se parte de un disco de silicio y se le añaden otros materiales para crear las diferentes capas.
• Técnica "Todo Difusión": Es la más común para tiristores de potencia media o baja. Implica muchos pasos y es más delicada en la construcción de los contactos.
• Técnica de Barrera Aislante: Es una variación de la técnica anterior. Se empieza con un sustrato de silicio y se le añaden capas de óxido y otros materiales para aislar las zonas.

Tipos de tiristores

Existen diferentes tipos de tiristores, cada uno con características específicas:

• Rectificador controlado de silicio (SCR)
• Tiristor GTO
• Diac
• Triac
• Foto-SCR
• Interruptor controlado por puerta
• Interruptor controlado de silicio
• MCT
• FET-CTH
• SITH
• RTC
• Fototiristor (lascr)

Tiristores de carburo de silicio

Algunos fabricantes han creado tiristores usando carburo de silicio (SiC). Estos tiristores son especiales porque pueden funcionar a temperaturas muy altas, ¡hasta 350 °C! Son útiles en lugares donde hace mucho calor.

Tiristor de conducción inversa

Un tiristor de conducción inversa (RCT) tiene un diodo especial integrado. Esto es útil en sistemas como variadores de velocidad o inversores de frecuencia, donde se necesita un diodo que funcione en sentido contrario. Como el tiristor y el diodo no conducen al mismo tiempo, no generan calor al mismo tiempo y se pueden enfriar fácilmente juntos.

Fototiristores

Símbolo electrónico para un SCR activado por luz (LASCR)

Los fototiristores se activan con la luz. Su ventaja es que no les afectan las señales eléctricas que podrían causar problemas en entornos con mucho "ruido" eléctrico. Un tiristor activado por luz (LTT) tiene una parte sensible a la luz en su puerta, a la que se le envía luz (generalmente infrarroja) a través de una fibra óptica.

Dos fototiristores comunes son el SCR activado por luz (LASCR) y el TRIAC activado por luz. Un LASCR se enciende cuando se expone a la luz y permanece encendido hasta que se corta la energía. Un TRIAC activado por luz es similar, pero está diseñado para funcionar con corrientes alternas.

Véase también

En inglés: Thyristor Facts for Kids