Tiristor - Triac
Tiristor (SCR)
O tiristor mais vulgarmente utilizado é também conhecido pela designação de
SCR
(Retificador de Silício Controlado). O tirístor tem como função
principal ligar e desligar circuitos com “grandes” cargas, motores,
eletroímanes, aquecedores, etc. Os tirístores trabalham sempre entre
dois estados de funcionamento: o corte e a condução, pode por isso
afirmar-se que são dispositivos de comutação.
É basicamente constituído por quatro camadas de semicondutor, formando
uma estrutura p-n-p-n que possui 3 elétrodos (um ânodo, um cátodo e um
elétrodo de controle "comando", vulgarmente designado por “gate”). A
fig.1 mostra o esquema das junções, a características tensão-corrente e o
símbolo utilizado em esquemas elétricos que utilizam o tiristor.
O seu funcionamento assemelha-se em alguns aspetos ao de um díodo pelo
fato da corrente fluir pelo componente apenas em um sentido, entrando
pelo terminal do ânodo e saindo pelo terminal do cátodo.
Polarização Direta
A fig. 1 (b) mostra quem em condições de polarização direta ( ânodo
positivo em relação ao cátodo), o SCR tem dois estados. Para baixos
valores de polarização direta, o SCR apresenta uma alta impedância
bloqueando a passagem de corrente. No entanto, há uma pequena corrente
de fuga através do tiristor. Quando a polarização direta é
progressivamente aumentada, atinge-se um ponto em que a corrente direta
aumenta rapidamente, passando o tiristor ao estado de condução. O valor
da tensão para o qual se dá este fenómeno, e designada por tensão de
ruptura (
BREAKOVER).
Quando o SCR se encontra no estado de condução, a corrente direta é
quase exclusivamente limitada pela impedância do circuito externo.
Polarização Inversa
Em condições de polarização inversa (ânodo negativo em relação ao
cátodo), o tiristor apresenta uma impedância interna muito alta, sendo
apenas atravessado por uma corrente inversa de baixo valor. Esta
corrente mantém-se num valor muito baixo, e por conseguinte o tiristor
fica bloqueado até que se atinja a tensão inversa limite. Neste ponto
dá-se um fenómeno idêntico ao efeito zener nos díodos; a corrente
aumenta rapidamente, ocorrendo normalmente a destruição do componente.
O valor da tensão inversa capaz de destruir o tiristor varia com o tipo
de SCR, sendo de uma maneira geral superior em cerca de 100v à tensão de
ruptura direta.
Em condições de polarização direta, a tensão de ruptura pode ser
controlada ou variada pela aplicação de um impulso de corrente ao
terminal de comando (GATE), conforme pode ser visualizado na fig.2 . Em
função do aumento da amplitude do impulso de controle, a tensão de
ruptura direta diminui, até que a curva se aproxima da característica de
um rectificador.
Em condições normais de operação o tiristor é usado com tensões
inferiores à da ruptura direta, sendo a condução comandada por impulsos
de controle de amplitude suficiente para assegurar a passagem à condução
no instante desejado.
Após o tiristor ter sido disparado pelo impulso de controle, a corrente
que o atravessa é independente da tensão ou corrente de controle. O SCR
manter-se-á no estado de condução até que a corrente através dele seja
reduzida ao valor necessário para manter a condução (
corrente de manutenção).
A figura 3 mostra detalhes de construção de um tiristor típico.
Caraterísticas técnicas de um tirístor
- IGT: Corrente máxima de disparo na gate;
- VGT: Tensão máxima de disparo na gate;
- VTM: Queda de tensão máxima em condução;
- IH: Corrente de manutenção;
- ITSM: Corrente máxima transitória;
- VDRM: Tensão máxima repetitiva em estado de não condução;
- ITRMS: Corrente eficaz máxima em condução.
Tipos de Tiristores
- (CSMT or MCS) composite static induction thyristor;
- (GTO) gate turn-off thyristor;
- (IGCT) Integrated Gate-Commutated Thyristor;
- (MCT) MOS Controlled Thyristor;
- (SIT, SITh) Static induction thyristor;
- (SCS) Silicon Controlled Switch-
É um tirístor semelhante ao SCR, mas com dois terminais de disparo, a
gate (ou porta) de cátodo(GK), e a gate (ou porta) de ânodo (Ga),
permitindo disparo por impulsos positivos ou negativos, respetivamente.
Não é muito comum, sendo geralmente de baixa potência. As iniciais SCS
significam interruptor controlado de silício.
Triac

O TRIAC (TRIode for Alternating Current) é um componente formado por
dois SCRs (Silicon Controled Rectifier) internos ligados em paralelo,
um ao contrário do outro. Tem três terminais:
MT1 (anodo 1)
MT2 (anodo 2)
Gate (G)
No seu funcionamento básico, o triac ao receber uma tensão na GATE, permite condução entre o MT1 e MT2 de Corrente Alternada.
A figura 4 mostra o diagrama da estrutura, a característica tensão-corrente.
o triac tal como o SCR possui três terminais, que são designados
por terminal principal nº1 (MT1), terminal principal Nº2(MT2) e o terminal de controle ou comando (gate).
Conforme o diagrama da fig. 4 (b) indica, o triac apresenta
características idênticas aos do SCR para polarizações nos dois
sentidos.
Com polarização direta (terminal Nº2 positivo em relação ao terminal
Nº1) ou polarização inversa (terminal Nº2 negativo em relação ao
terminal Nº1), o triac apresenta inicialmente um estado bloqueado
passando à condução quando se atinge a tensão de ruptura.
Tal como acontece no SCR, a tensão de ruptura pode ser controlada
pele aplicação de um impulso positivo ou negativo ao eléctrodo de
controle. Conforme a amplitude do impulso aumenta, diminui o valor
da tensão de ruptura.

O triac pode ser considerado equivalente a dois SCR ligados em paralelo e orientados em direções opostas.
Funcionamento do TRIAC
O TRIAC é utilizado para comutar(chavear) corrente alternada . O TRIAC
pode ser disparado tanto por uma tensão positiva quanto negativa
aplicada no eletrodo de disparo (gate). Uma vez activado, continua a
conduzir até que a corrente eléctrica caia abaixo do valor de corte.
Utilização do triac
é utilizado para controlar dispositivos de corrente alterna, permitindo
um controle de activação de potências elevadas a partir de correntes na
ordem dos miliamperes. Substitui com grandes vantagens os relés na maior
parte dos casos. O TRIAC de baixa potência é utilizado em diversas
aplicações como controlo de potência para lâmpadas “dimmers”, controlo
de velocidade para ventiladores, interruptor de comando de dispositivos
de AC, entre outros. Quando usado com cargas indutivas, como motores
eléctricos, tem de se assegurar que o TRIAC desligue correctamente no
final de cada semi-ciclo de alimentação eléctrica.
Exemplos de utilização:
Controle de luminosidade para lâmpadas incandescentes

A comutação do triac varia a potência recebida pela lâmpada variando a sua luminosidade
Interruptor de potência com triac

Pode ser utilizado para ligar potências maiores em relação ao
interruptor de comando, onde, neste caso, circulam apenas alguns
miliampéres.
Sequenciador de luzes

Neste caso o triac ao receber um sinal do transistor acende ou não acende uma lâmpada.
Controle Triac

Um exemplo típico de controle de um triac a partir de um transistor BC548.
Control TRIAC com corrente contínua

Um triac pode ser controlado por corrente contínua, uma pilha ou bateria
por exemplo, permite que, com tensões baixas 3 volts, 6 volts, 9 volts
controlar dispositivos que funcionem a 220 V com corrente alternada.