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Las principales diferencias entre transistores y tiristores “SCR”
Los interruptores son muy utilizados en ingeniería eléctrica y electrónica. Tanto los transistores como los tiristores son dispositivos de estado sólido hechos de materiales semiconductores, a saber, materiales semiconductores de tipo P y tipo N. Se utilizan para una excelente operación de conmutación silenciosa.
Todos son dispositivos de tres patas con velocidades de conmutación rápidas, bajo peso y requisitos de mantenimiento muy bajos. Se utilizan en lugar de interruptores electroquímicos. Sin embargo, los transistores y los tiristores son bastante diferentes y cada uno se usa en su propio campo de aplicación.
Antes de entrar en la lista de diferencias entre transistores y tiristores, primero cubramos los conceptos básicos de ellos.
transistor
Un transistor es un dispositivo semiconductor de tres terminales que se utiliza para conmutar y amplificar señales. Un dispositivo semiconductor con una estructura de tres capas que consta de tres capas semiconductoras. Las capas utilizadas son diferentes tipos de semiconductores, a saber, tipo N y tipo P. Por lo tanto, hay dos tipos de transistores: transistores PNP y NPN. El tipo de transistor depende de su estructura, lo que también afecta al tipo de portador mayoritario.
La siguiente figura muestra la estructura y representación simbólica de un transistor.
Los tres terminales de un transistor se llaman emisor, colector y base. Un transistor tiene dos uniones pn. El emisor y el colector están hechos del mismo tipo de material. Sin embargo, el colector está fuertemente dopado en comparación con el emisor.
Cuando el transistor está correctamente polarizado (aplicando una señal de puerta), los portadores mayoritarios comienzan a conducir de un extremo al otro. Sin embargo, la señal de la puerta es continua y no debe eliminarse durante el funcionamiento. Un transistor no conduce sin una señal de puerta.
Cuando la unión base-emisor tiene polarización directa y la unión colector-base tiene polarización inversa, el transistor comienza a conducir.
Los transistores se usan principalmente para expandir y amplificar señales pequeñas, como amplificadores de audio, y también se usan para interruptores, etc.
Se utilizan solo para conmutación o amplificación de señal pequeña, por lo que están diseñados para aplicaciones de baja potencia y están clasificados en vatios. Sin embargo, son considerablemente más pequeños que los tiristores.
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tiristor
Un tiristor o SCR es un dispositivo semiconductor de tres terminales que se utiliza para la conmutación. También llamado SCR (Silicon Controlled Rectifier) porque puede convertir CA en CC unidireccional con control de potencia. Este es un dispositivo de 4 capas, o PNPN.
Información útil: La palabra tiristor es una combinación de dos palabras: tiratrón y transistor = tiristorUn tiratrón es un dispositivo de tubo lleno de gas que se utiliza para rectificadores controlados y aplicaciones de conmutación eléctrica de alta potencia.
La siguiente figura muestra la estructura y la representación simbólica de un tiristor.
Los tres terminales de un tiristor se llaman ánodo, cátodo y puerta. Hay 3 empalmes PN.
Un tiristor es un dispositivo de enganche. Esto significa que el pulso de activación solo se necesita momentáneamente para iniciar la conducción. La conducción no se detiene hasta que se detiene el flujo de carga entre el ánodo y el cátodo. Luego, el SCR necesita otro pulso de activación para reanudar la conducción actual.
Dado que el tiristor no deja de conducir cuando se elimina la señal de la puerta, se requiere un circuito adicional para apagar el tiristor cuando se ordena.
Los tiristores o SCR se utilizan principalmente en la rectificación controlada para controlar la potencia suministrada a cargas como atenuación de lámparas, reguladores y control de motores.
Los tiristores están clasificados para kilovatios porque se utilizan para administrar y controlar grandes cantidades de energía. Además, el tamaño es mayor que el de un transistor.
Diferencia entre transistor y tiristor
La siguiente tabla comparativa muestra algunas de las principales diferencias entre transistores y tiristores.
| transistor | tiristor |
| Un dispositivo semiconductor con una estructura de tres capas. | Un dispositivo semiconductor con una estructura de cuatro capas. |
| Tiene tres terminales: emisor, base y colector. | Tiene tres terminales: ánodo, puerta y cátodo. |
| Puede usarse no solo para conmutar, sino también para amplificar señales pequeñas. | No puede amplificar la señal, solo se usa para cambiar. |
| Estructuralmente, hay dos tipos: PNP y NPN. | Solo hay un tipo basado en la estructura PNPN. |
| Requiere una señal de puerta continua para funcionar. | Solo se requiere un pulso de disparo en la puerta para iniciar la conducción. |
| El transistor se enciende y se apaga inmediatamente. | Los tiempos de encendido y apagado de los tiristores son largos. |
| No se requiere circuito de apagado. | Se requiere un circuito de apagado adicional para detener la conducción a pedido. |
| La corriente de salida de un transistor es proporcional a su corriente de entrada. | Su ciclo de conducción (alimentación) depende del retardo del pulso de disparo. |
| Los transistores tienen menos caída de tensión que los tiristores. | La caída de tensión es mayor que la de un transistor. |
| Las pérdidas de potencia internas son mayores en comparación con los tiristores. | La disipación de energía interna es baja en comparación con los transistores. |
| Los transistores son relativamente ineficientes. | Eficiencia relativamente alta. |
| Este es un dispositivo controlado por corriente que depende continuamente de la señal de corriente de entrada. | Un dispositivo de enganche que requiere un pulso de disparo momentáneo para funcionar. |
| Tienen una potencia nominal más baja en vatios debido a su menor potencia de salida. | Controlan alta potencia con valores nominales de potencia en kilovatios. |
| Son sensibles y no pueden tolerar altas corrientes de sobretensión. | Los tiristores están diseñados para manejar sobretensiones de alta corriente. |
| Es más pequeño que un tiristor. | Más grande que un transistor. |
| Los transistores son más baratos que los tiristores. | Los tiristores son más caros que los transistores. |
| Perfecto para aplicaciones de alta frecuencia y baja potencia. | Perfecto para aplicaciones de baja frecuencia y alta potencia. |
| Se utiliza para conmutación y amplificación de señal. | Se utiliza principalmente para rectificadores de conmutación y aplicaciones de control de potencia. |
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Propiedades y características de transistores y tiristores.
Las siguientes características diferentes distinguen tanto a los transistores como a los tiristores con diferentes características y aplicaciones.
diseño
Según su diseño, los tiristores y los transistores difieren entre sí. El transistor consta de tres capas alternas de material semiconductor tipo P y tipo N. Por lo tanto, hay dos tipos de transistores: PNP y NPN. Un tiristor, por otro lado, está hecho de cuatro capas alternas de material semiconductor tipo P y tipo N. También se puede decir que un tiristor consta de dos transistores estrechamente acoplados (PNP y NPN).
Terminal
Tanto los transistores como los tiristores son dispositivos de tres terminales. En otras palabras, es un componente de tres patas. Los tres terminales de un transistor son colector, base y emisor. Una señal en la terminal base controla el flujo de corriente entre el colector y el emisor.
En un tiristor, los tres terminales son ánodo, puerta y cátodo. Un pulso en la terminal de la puerta activa el flujo de corriente entre el ánodo y el cátodo.
cirugía
Un transistor comienza a conducir cuando se aplica un pulso a su terminal base. Sin embargo, se requiere una señal base continua para mantener la continuidad.
Los tiristores, por otro lado, requieren solo un pulso de puerta momentáneo para enganchar el dispositivo en conducción.
Tensión y corriente nominal
La tensión nominal y la corriente de los transistores y tiristores dependen de su diseño. Aunque esa es una de las muchas características que los distingue, los tiristores generalmente están diseñados para operar a voltajes y corrientes nominales más altos en comparación con los transistores.
Potencia nominal
Las capacidades de manejo de energía de los transistores son diferentes a las de los tiristores. Los transistores tienen clasificaciones de potencia relativamente muy bajas en vatios. Los tiristores están diseñados para operar y manejar alta potencia en el rango de kilovatios KW.
manejo de picos de corriente
Los transistores están diseñados para baja corriente y solo pueden tolerar una pequeña tasa de cambio de corriente, por lo que no tienen capacidad de manejo de picos de corriente. Los tiristores, por otro lado, están diseñados para manejar altas corrientes de sobretensión.
circuito rectificador
Como sabe, cuando se elimina la señal base, el transistor se apaga automáticamente y deja de conducir. Sin embargo, el tiristor sigue conduciendo después de eliminar la señal de puerta.
Por lo tanto, el tiristor requiere un circuito de conmutación adicional para apagar el tiristor cuando se le ordene.
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pérdida interna
Tanto los transistores como los tiristores tienen pérdidas de energía internas. Sin embargo, las pérdidas del transistor son mayores que las pérdidas del tiristor. Por lo tanto, los transistores son menos eficientes que los tiristores.
tamaño
Los circuitos formados por transistores y tiristores difieren en tamaño. Los transistores son de tamaño pequeño y los tiristores son voluminosos. Por lo tanto, en comparación con los circuitos hechos con tiristores, los circuitos hechos con transistores son más compactos y de diseño más pequeño.
precio
Según el costo, los circuitos hechos con transistores son más baratos que los circuitos hechos con tiristores. Porque los transistores son relativamente pequeños y baratos.
velocidad de conmutación
Los transistores se pueden encender y apagar muy rápidamente con velocidades de conmutación muy rápidas. Por lo tanto, es ideal para aplicaciones de alta frecuencia.
Los tiristores no pueden cambiar tan rápido como los transistores. Debido a su baja velocidad de conmutación, no son adecuados para aplicaciones de alta frecuencia.
manejo de poder
Esto se debe a que los tiristores están diseñados para transportar grandes corrientes a altos voltajes. Pueden manejar potencias muy altas. Por lo tanto, es ideal para aplicaciones de alta potencia.
Los transistores funcionan con corrientes y voltajes muy bajos, pero no pueden manejar alta potencia. Por lo tanto, se utiliza para aplicaciones de baja potencia.
como amplificador
Un amplificador es un dispositivo que expande una pequeña señal en una señal más grande. Un transistor puede usarse como un pequeño amplificador de señal, pero un tiristor no puede realizar tal amplificación.
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