¿Cuáles son las principales Diferencias entre Diodo y SCR (Tiristor)?
El diodo y el tiristor son interruptores semiconductores que controlan el flujo de corriente. son interruptores unidireccionales utilizados en fuentes de alimentación y otros circuitos electrónicos para controlar y proteger equipos sensibles. El diodo y el tiristor comparten algunas similitudes, ya que ambos se utilizan para la rectificación y el tiristor se puede llamar diodo controlado. Pero son muy diferentes entre sí en función de su estructura, trabajo, clasificaciones y aplicaciones.
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- ¿Cuál es la Diferencia Entre Transistor y Tiristor (SCR)?
Antes de entrar en la lista de diferencias entre diodos y tiristores, hablemos primero de sus conceptos básicos.
Tabla de Contenidos
Diodo
Un diodo es un interruptor electrónico que permite la corriente en una sola dirección. Es un interruptor unidireccional no controlado que se utiliza principalmente para la rectificación de CA en CC. Tiene dos capas de semiconductores y 2 terminales llamados Ánodo y Cátodo. Permite la corriente del ánodo al cátodo y bloquea el flujo de corriente del cátodo al ánodo.
El diodo está hecho de una combinación de dos capas de material semiconductor: material de tipo P y de tipo N. El terminal conectado a la región P se llama Ánodo, mientras que el terminal conectado a la región N se llama Cátodo. El límite entre la región P y la región N se llama unión PN. Por lo tanto, un diodo tiene 1 unión PN.
El diodo conduce la corriente en el sesgo hacia adelante y bloquea la corriente en el sesgo inverso. En condiciones de polarización hacia adelante, la región P (Ánodo) está conectada a un potencial (voltaje) más alto que la región N (Cátodo). En condiciones de polarización inversa, el cátodo está conectado a un voltaje más alto que el ánodo.
La región P tiene agujeros como portadores mayoritarios y la región N tiene electrones como portadores mayoritarios. Hay una región de agotamiento entre la unión PN que no permite el flujo de corriente. Los agujeros son cargas positivas o ausencia de carga negativa y los electrones son cargas negativas. Sabemos que las cargas similares se repelen y las diferentes se atraen entre sí. El diodo funciona según el mismo principio.
En condiciones de polarización hacia adelante, la región P está conectada a + y la región N está conectada al terminal de la batería. La batería empuja al portador de carga mayoritario, lo que causa atracción entre las dos regiones. Esta atracción reduce el ancho de la región de agotamiento, creando así un camino para que los portadores de carga crucen el cruce.
En condiciones de polarización inversa, la polaridad de la batería se invierte. El potencial de la batería tira del portador de carga mayoritario de la región respectiva. Hace que las regiones se separen, aumentando así el ancho de la región de agotamiento. Los portadores de carga no pueden pasar la región de agotamiento. Por lo tanto, el diodo no conducirá en sesgo inverso.
Hay muchos tipos de diodos, cada tipo se utiliza para diferentes aplicaciones. Algunos de estos diodos son, LED «diodo emisor de luz», diodo Zener, diodo de avalancha, Fotodiodo, Diodo láser, Varactor, Diodo de túnel y Diodo de clavija básico, etc.
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SCR (Tiristor)
SCR o Rectificador Controlado por silicio es un miembro de la familia de tiristores. Se le conoce generalmente como tiristor. Es un interruptor unidireccional controlado por semiconductores que tiene 3 terminales y está hecho de 4 capas. Convierte CA en CC con conmutación controlada, sugerido por su nombre.
Tiene 3 terminales: Ánodo (A), Cátodo (C) y Compuerta (G). El ánodo y el cátodo son los terminales principales utilizados para la conducción de corriente, mientras que el terminal de compuerta es el terminal de control utilizado para activar o disparar el SCR.
Es un dispositivo de cuatro capas hecho de capas alternas de material semiconductor tipo P y tipo N que forman una estructura PNPN. Por lo tanto, tiene uniones de 3 PN. El terminal del ánodo está conectado con una región P externa, mientras que el cátodo está conectado con una región N externa. Mientras que la Puerta está conectada con la región P central.
La siguiente figura muestra la estructura y una representación simbólica de un tiristor.
SCR funciona en tres modos: Bloqueo hacia Adelante, Conducción hacia Adelante y Modo de Bloqueo Inverso. En el modo de bloqueo hacia adelante, el SCR se conecta en sesgo hacia adelante sin pulso de activación en la puerta. En este modo, el SCR no conduce.
En el modo de bloqueo inverso, el SCR está conectado en sesgo inverso. El SCR no conduce en este modo, incluso si hay una señal de control.
En el modo de conducción hacia adelante, el SCR está conectado en sesgo hacia adelante y se activa aplicando un pulso de activación en su terminal de compuerta. La conducción hacia adelante también ocurre si el voltaje excede su voltaje de ruptura, pero es un método destructivo y puede dañar el dispositivo.
Cuando el SCR está conectado en sesgo hacia adelante, es decir, el potencial del ánodo es mayor que el del cátodo, las dos uniones al final se convierten en sesgo hacia adelante, mientras que la unión central se vuelve sesgada hacia atrás, como se muestra en la figura (b). La unión con sesgo inverso no permite la corriente. al aplicar un pulso de voltaje positivo a la compuerta, la unión se inclina hacia adelante creando una ruta para que la corriente fluya del ánodo al cátodo.
Cuando el SCR está en modo de conducción hacia adelante, quitar el pulso de compuerta no lo apagará. Pero el voltaje entre el ánodo y el cátodo debe reducirse para que la corriente caiga por debajo del límite de «corriente de retención». Al hacerlo, el SCR rompe el flujo de corriente y entra en modo de bloqueo.
Un tiristor es un dispositivo de enganche, lo que significa que cuando se enciende permanecerá encendido, ya sea que haya una señal de compuerta o no. Solo se requiere un pulso momentáneo para iniciar la conducción. Se requiere un cruce de cero para romper su estado de conducción.
Dado que el tiristor no detiene la conducción cuando se elimina la señal de compuerta, necesita circuitos adicionales para apagar el tiristor a la orden.
El SCR se utiliza principalmente para la rectificación controlada y para controlar la potencia suministrada a cualquier carga, como la atenuación de la lámpara, los reguladores y el control del motor.
El SCR se utiliza para gestionar y controlar grandes potencias, por lo que están clasificados en kilovatios. y son más voluminosos en tamaño en comparación con un diodo.
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Diferencias clave entre Diodo y SCR (Tiristor)
La siguiente tabla de comparación muestra las principales diferencias entre un diodo y un Tiristor un tiristor (SCR).
| Diodo | SCR (Tiristor) |
| Es un interruptor de semiconductor no controlado que convierte CA en CC. | Es un interruptor semiconductor controlado que convierte CA en CC. |
| Tiene dos terminales Ánodo y cátodo. | Tiene tres terminales Ánodo, Cátodo y Compuerta. |
| Tiene 2 capas semiconductoras P y N. | Tiene 4 capas semiconductoras alternas que tienen dos capas P y dos N. |
| Su estructura es PN. | Su estructura en PNPN. |
| Tiene 1 PN-junction. | Tiene 3 uniones PN. |
| Inicia la conducción cuando el voltaje excede 0.4 v para germanio y 0,7 v para un diodo de silicio. | Inicia la conducción cuando se proporciona el pulso de compuerta. |
| Tiene un voltaje de funcionamiento bajo. | Tiene un alto voltaje de funcionamiento. |
| La potencia de salida no se puede controlar. | La potencia de salida se puede controlar variando el ángulo de disparo. |
| Tiene clasificaciones de potencia comparativamente bajas. | Tiene una potencia nominal muy alta. |
| tiene bajas pérdidas de potencia. | tiene mayores pérdidas de potencia. |
| No puede bloquear la corriente en el sesgo hacia adelante. | Puede bloquear la corriente en el sesgo hacia adelante. |
| es más pequeño en tamaño. | Es de mayor tamaño. |
| Es más barato que el SCR. | es caro. |
| Un diodo se utiliza para diversas aplicaciones, incluyendo recorte, sujeción, rectificación, protección de circuitos, fuente de luz, sensor, etc. | SCR se utiliza para la rectificación controlada, la gestión de energía en aplicaciones de alto voltaje y energía. |
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Propiedades y características del Diodo & SCR (Tiristor)
Las siguientes propiedades diferencian tanto el diodo como un «Tiristor» SCR que tiene diferentes características y aplicaciones.
Estructura
- El diodo está hecho de dos capas de material semiconductor tipo P y N para formar la estructura PN.
- El SCR está hecho de 4 capas de semiconductores alternas para formar una estructura PNPN.
Terminales
- Un diodo tiene dos terminales: Ánodo y cátodo.
- SCR tiene tres terminales: Ánodo, Cátodo y Compuerta.
Uniones PN
- Un diodo tiene solo una unión PN.
- SCR tiene tres uniones PN.
Operación
- El diodo inicia la conducción en una sola dirección cuando el voltaje excede 0,4 o 0,7 voltios para germanio o silicio respectivamente.
- El SCR inicia la conducción en sesgo hacia adelante solo cuando se proporciona el pulso de compuerta positivo.
Bloqueo hacia adelante
- El diodo no puede bloquear la corriente cuando está conectado en sesgo hacia adelante.
- El SCR puede bloquear el flujo de corriente en polarización directa si no se proporciona la señal de compuerta. Este modo se conoce como modo de bloqueo hacia adelante.
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Rectificación
La rectificación es la conversión de corriente alterna AC en corriente continua DC.
- El diodo solo puede realizar una rectificación incontrolada.
- El SCR puede realizar una rectificación controlada donde se puede controlar la potencia de carga.
Caída de tensión
- La caída de tensión a través de un diodo de germanio o silicio es de 0,4 o 0,7 voltios respectivamente.
- La caída de voltaje a través de un SCR conductor es mayor que el diodo alrededor de 1,5 voltios.
Pérdidas de potencia
- La pérdida de potencia dentro del diodo es muy menor.
- El SCR tiene mayores pérdidas de potencia.
Clasificaciones de voltaje
- El diodo se utiliza para aplicaciones de baja tensión comparativamente porque tiene una sola unión.
- El SCR puede manejar voltajes muy altos.
Manejo de potencia
- El diodo no tiene mejores capacidades de manejo de potencia, aunque los diodos de potencia se utilizan para aplicaciones de alta potencia.
- El SCR está especialmente diseñado para manejar aplicaciones de muy alta potencia.
Aplicaciones
- El diodo se utiliza en el recorte y sujeción de señales, multiplicadores, protección de circuitos, rectificadores, protectores de sobretensiones, sensores, etc.
- El SCR se utiliza principalmente para la rectificación controlada para administrar la alimentación a la carga.
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