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Semicondutores de Potência II

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Tópicos: TRIAC | GTO | MOSFET de Potência | IGBT |


1) TRIAC

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Desde que o SCR só conduz em um sentido, o seu uso em corrente alternada é limitado, pois somente um semiciclo pode ser aproveitado. O TRIAC resolve essa restrição por meio de uma construção equivalente a dois SCRs em oposição, conforme Figura 1-I.

TRIAC
Fig 1-I

O controle pela porta é parcial como no SCR. A corrente controlada deve cair a zero para o cessar da condução.

Exemplo de controle com TRIAC
Fig 1-II

Um exemplo de controle é dado na Figura 1-II. Enquanto os pulsos na porta são aplicados exatamente nos instantes de corrente de entrada nula, a saída é igual à entrada. Sem os pulsos, a saída é nula. Nessa condição, pode funcionar como uma chave liga-desliga ou um controle tipo trem de pulsos.

Controle por desvio de fase
Fig 1-III

Na Figura 1-III, os pulsos não deixam de ser aplicados, mas são defasados em relação aos instantes de corrente nula. Assim, os semiciclos são cortados, resultando numa potência menor na carga. É o controle por desvio de fase, tipo empregado em dimmers para iluminação. Deve ser evitado para potências altas, uma vez que as formas de onda deixam de ser senoidais, com a consequente geração de harmônicos.


2) GTO

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GTO é abreviação de Gate Turn Off Thysistor, ou seja, opera de forma similar a um SCR, mas pode ser cortado pela porta. No circuito da parte inferior da Figura 2-I, ao se comutar a chave para cima, a descarga do capacitor fornece um pulso positivo e o dispositivo conduz. Se a chave é comutada para baixo, o pulso negativo proporcionado pelo indutor interrompe a condução.

Gate Turn Off Thysistor
Fig 2-I

A queda de tensão em um GTO é em geral maior do que a de um SCR de mesma capacidade. GTOs são usados em aplicações de altas tensões, elevadas correntes e baixas frequências de comutação, como em trens elétricos.


3) MOSFET de Potência

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Na condução o componente usa apenas portadores majoritários de carga e, assim, a capacidade máxima é definida pela taxa de dissipação de calor.

Devido à elevada impedância entre porta e fonte, forma-se um capacitor entre elas e, portanto, o circuito simples de comutação não precisa de um capacitor como os anteriores. Basta uma bateria e chave conforme parte inferior da Figura 3-I.

MOSFET de Potência
Fig 3-I

MOSFETs de potência podem operar com altas frequências de comutação e requerem pouca corrente dos circuitos de controle. Podem ser controlados diretamente por microprocessadores e, por isso, encontram aplicações como controle de sistemas automotivos.


4) IGBT

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IGBT é abreviação de Insulated Gate Bipolar Transistor (transistor bipolar de porta isolada). Pode ser considerado o conjunto de um transistor Darlington com um MOSFET como excitador e um bipolar como saída de potência. Assim, o circuito de controle é similar ao do MOSFET conforme tópico anterior e as características de comutação são parecidas com as do transistor bipolar.

Insulated Gate Bipolar Transistor
Fig 4-I

Apesar do maior custo em relação ao transistor bipolar, a maior simplicidade dos circuitos de controle pode resultar em um custo total menor. São usados em controles de motores e em ignição automotiva, ou seja, em aplicações de baixas frequências de comutação e altas tensões.
Referências
Pesquisa na Internet em 05/2007. Fontes não anotadas.

Topo | Rev: Mar/2018