Informe Mensual Septiembre 2015

Proceso de Soldadura

Objetivo

El objetivo principal de este tema es conocer acerca de que es un proceso principalmente y que es soldadura, así como en conjunto el proceso de soldadura, que engloba su definición, clasificación y sus tipos.
Es importante conocer acerca de esto ya que es uno de los principales pasos para la construcción de un automóvil.

Definición de Soldadura

Soldadura es un procedimiento por el cual dos o más piezas de metal se unen por aplicación de calor, presión, o una combinación de ambos, con o sin aporte de otro metal, llamado metal de aportación, cuya temperatura de fusión es inferior a la de las piezas que han de soldarse. 

Soldar consiste en reunir las partes integrantes de una construcción asegurando la continuidad de la materia entre ellas, entendiendo por continuidad no sólo la de carácter geométrico sino la homogeneidad en todo tipo de propiedades. 
También se puede considerar soldadura la aportación mediante fusión de material sobre una pieza para modificar las dimensiones iniciales de la misma, o para conseguir características superficiales diferentes a las de origen. 
La normativa actual distingue entre soldadura y soldeo, de manera que no se pueden usar indistintamente. Soldadura es el cordón físico que une las piezas y soldeo el método que se ha empleado para conseguir realizar dicha unión o soldadura. 

Clasificación de la Soldadura  

Se pueden distinguir primeramente los siguientes tipos de soldadura: 

•  Soldadura heterogénea. Se efectúa entre materiales de distinta naturaleza, con o sin metal de aportación: o entre metales iguales, pero con distinto metal de aportación. Puede ser blanda o fuerte. 
•  Soldadura homogénea. Los materiales que se sueldan y el metal de aportación, si lo hay, son de la misma naturaleza. Puede ser oxiacetilénica, eléctrica (por arco voltaico o por resistencia), etc. Si no hay metal de aportación, las soldaduras homogéneas se denominan autógenas.
•  Por soldadura autógena se entiende aquélla que se realiza sin metal de aportación, de manera que se unen cuerpos de igual naturaleza por medio de la fusión de los mismos; así, al enfriarse, forman un todo único. 

Tipos de Soldadura y aplicación 

Soldadura por gas

Se trata de una técnica bastante simple, barata y popular, aunque su utilización en procesos industriales ha disminuido últimamente. La más conocida es aquella que utiliza lacombustión de acetileno en oxígeno, llamada soldadura autógena, que permite alcanzar una llama que supera los 3.200 °C. Sus ventajas principales son su bajo costo y la capacidad de movilidad sus equipos. La desventaja, es el tiempo que tardan los materiales al enfriarse. Es una de las técnicas más utilizadas en trabajos de plomería.

Soldadora Autogena

Soldadura por arco

Esta es una de las técnicas más desarrolladas, y existen muchos procesos que se basan en este principio. Para lograr la soldadura se utiliza una fuente de energía eléctrica (ya sea corriente continua o alterna) que permite derretir los metales.

Soldadura por Arco

El proceso varía de acuerdo a la fuente de energía utilizada, el tipo de electrodos, y la utilización o no de un gas u otro material que altere la interacción de los componentes con atmósfera.

SMAW (Shielded Metal Arc Welding): En castellano se la conoce por las siglas MMA (Soldadura Manual de Arco Metálico), o soldadura de electrodo. En este proceso se utilizanelectrodos de acero revestidos con un material fundente que, con el calor de la soldadura, produce CO2. Este gas actúa como un escudo contra el oxígeno de la atmósfera, previniendo la oxidación y otros tipos de contaminación del metal. El núcleo de acero del electrodo, al fundirse, une las piezas y rellena los espacios. Es una técnica sencilla de aprender y los equipos que requiere son baratos y fáciles de conseguir.

GMAW – Soldadura de Gas de Arco Metálico

GMAW (Gas Metal Arc Welding): En castellano, soldadura de gas de arco metálico, o de gas de metal inerte (MIG), es una técnica parecida a la anterior, pero que usa un electrodo que no se consume y un gas inerte, que se suministra a parte, y que sirve como blindado. Es una técnica también sencilla de aprender, pero que requiere un equipo algo más sofisticado. Al requerir la aplicación de un gas, no es muy adecuada para trabajos al aire libre.

FCAW (Flux Cored Arc Welding): En castellano, Soldadura de Arco de Núcleo Fundente. Es una técnica mucho más rápida que la anterior, aunque más susceptible a imperfecciones. En esta técnica, el electrodo de acero está relleno de un material en polvo que al quemarse produce un gas de blindaje y una capa de escoria que protege la soldadura. Es un proceso semiautomático, pero que se puede automatizar con las herramientas adecuadas. Por otro lado, esta técnica también se puede combinar con el suministro de un gas de blindaje aparte para lograr mejores resultados.

GTAW (Gas Tungsten Arc Welding): En castellano, Soldadura de Arco de Gas de Tungsteno, o de Gas Inerte de Tungsteno (TIG). En este proceso, el electrodo es de tungsteno y no se consume, y se utilizan gases inertes o semi-inertes como blindado. Es un proceso lento y preciso, que requiere de mucha técnica, pero que permite unir metales finos y realizar trabajos delicados. Este tipo de soldaduras se utiliza extensamente en la fabricación de bicicletas.

SAW (Sumerged Arc Welding): En castellano, Soldadura de Arco Sumergido. En esta técnica, se utiliza un material protector granulado que se aplica como un flujo constante sobre el arco, ocultando la luz y el humo que genera el proceso. El material protector aísla la soldadura de la contaminación atmosférica, genera una escoria que protege la soldadura y puede contribuir a la formación de aleaciones. Además, el mismo puede ser reutilizado. Este proceso se utiliza a escala industrial.

Soldadura por resistencia:
En esta técnica se aplica una corriente eléctrica directamente a las piezas que deben ser soldadas, lo que permite fundirlas y unirlas. Requiere de equipos costosos y sus aplicaciones son bastante limitadas. Las técnicas más utilizadas son las llamadas soldadura por puntosy soldadura de costura, que permiten unir varas piezas de metal fino, ya sea en pequeñas uniones o en soldaduras largas y continuas.

Soldadura por rayo de energía:
En esta técnica se puede utilizar un rayo láser concentrado o un haz de electronesdisparado en el vacío para lograr soladuras de alta precisión. Es un proceso muy costoso, pero fácil de automatizar. La técnica es extremadamente rápida, lo que la hace ideal para procesos de fabricación en masa.

Soldadura de estado sólido:
Son técnicas que permiten unir las piezas sin fundirlas. Una de ellas, es la aplicación deondas de ultrasonido en una atmósfera de presión alta, muchas veces utilizada para la unión de materiales plásticos. Otra técnica es la soldadura explosiva, que consiste encolisionar dos piezas a alta velocidad, lo que produce que los materiales se plastifiquen y se unan demasiado calor.

El proceso de soldadura es fundamental para realizar todo tipo de trabajos, desde la construcción de muebles hasta la de automóviles, aviones y barcos. Cada día, estos procesos son perfeccionados y se descubren nuevas técnicas que permiten que el proceso de unir metales sea más rápido, eficiente y seguro.

Resumen de la importancia de los procesos de soldadura en la Industria Automotriz de VWM
La importancia de la industria automotriz en las economías nacionales y su papel como propulsor para el desarrollo de otros sectores de alto valor agregado, han provocado que diversos países tengan como uno de sus principales objetivos el desarrollo y/o fortalecimiento de esta industria. México no es la excepción, pues la industria automotriz en nuestro país ha representado un sector estratégico para el desarrollo de nuestro país. 
El proceso de soldadura es el mas importante ya que forma parte vital en la construcción de un auto dentro de las instalaciones de Volkswagen de Mexico. Y es por ello que se utilizan los diversos tipos de soldadura, ademas para la construcción de dispositivos.

Este proceso es fundamental en volkswagen ya que es indispensable para que se pueda lograr el tener un producto que sea seguro y que cuente con la mayor calidad que sea posible. 

Cuestionario
1.¿Que es soldadura?
Soldadura es un procedimiento por el cual dos o más piezas de metal se unen por aplicación de calor, presión, o una combinación de ambos, con o sin aporte de otro metal, llamado metal de aportación, cuya temperatura de fusión es inferior a la de las piezas que han de soldarse. 
2.¿Que diferencia hay entre soldadura y soldeo?
Soldadura es el cordón físico que une las piezas y soldeo el método que se ha empleado para conseguir realizar dicha unión o soldadura. 
3.¿Como se clasifica la soldadura?

• Soldadura heterogénea. 
•  Soldadura homogénea. 
•  Por soldadura autógena

4.¿Que tipos de soldadura existen?

5.Menciona ejemplos de las aplicaciones de soldadura

6.¿Que significa soldadura por arco?
Esta es una de las técnicas más desarrolladas, y existen muchos procesos que se basan en este principio. Para lograr la soldadura se utiliza una fuente de energía eléctrica (ya sea corriente continua o alterna) que permite derretir los metales.

7.¿Que tipo de soldadura se ocupan en VWM?
Soldadura por arco, oxiacetilenica, MIG, MAG, TIG, Por resistencia, etc.

8.¿Cual es su importancia en la industria automotriz?

Este proceso es fundamental en volkswagen ya que es indispensable para que se pueda lograr el tener un producto que sea seguro y que cuente con la mayor calidad que sea posible. 

Bibliografía

http://soldaduraenlaindustria.wikispaces.com/La+soldadura

https://tecnologiafuentenueva.wikispaces.com/file/view/Soldadura.pdf

https://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura

http://www.ehu.eus/manufacturing/docencia/1003_ca.pdf

http://www.smaw.cl/procesos-y-definiciones-smaw/

URL de Dibujo
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Informe Mensual Agosto 2015

Tratamientos térmicos

Objetivo
El conocer acerca de los tratamientos térmicos es muy importante ya que es necesario conocer acerca de ellos y como se emplean en la industria automotriz ya que son pieza fundamental en la construcción de un automóvil.

Definición.

Es la combinación de varios procedimientos en el tratamiento de una pieza, mediante su sujeción a cambios de temperatura y con el propósito de obtener determinadas características mecánicas del material.

Las características mecánicas de un material dependen tanto de su composición química como de la estructura cristalina que tenga. Los tratamientos térmicos modifican esa estructura cristalina sin alterar la composición química, dando a los materiales unas características mecánicas concretas, mediante un proceso de calentamientos y enfriamientos sucesivos hasta conseguir la estructura cristalina deseada.

Entre estas características están:
Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está en contacto de fricción con otro material.
Tenacidad: Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir fisuras (resistencia al impacto).
Maquinabilidad: Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta.
Dureza:Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB) o unidades ROCKWEL C (HRC).

Entre los factores que afectan a los procesos de tratamiento térmico del acero se encuentran la temperatura y el tiempo durante el que se expone a dichas condiciones al material. Otro factor determinante es la forma en la que el acero vuelve a la temperatura ambiente. El enfriamiento del proceso puede incluir su inmersión en aceite o el uso del aire como refrigerante.
El método del tratamiento térmico, incluyendo su enfriamiento, influye en que el acero tome sus propiedades comerciales.

Tipos de tratamientos Térmicos.

1. Tratamientos en la masa: recocidos y normalizados, temples y revenidos.
2. Tratamientos superficiales: temple superficial y tratamientos termoquímicos (cementación, carbonitruración, boruración y nitruración).
3. Tratamientos de superficie (depósitos)

Recocido

Su objetivo principal es "ablandar" el acero para facilitar su mecanizado posterior. También es utilizado para regenerar el grano o eliminar las tensiones internas. Se debe tener en cuenta que los recocidos no proporcionan generalmente las características más adecuadas para la utilización del acero y casi siempre el material sufre un tratamiento posterior con vistas a obtener las características óptimas del mismo. Cuando esto sucede el recocido se llama también "tratamiento térmico preliminar" y al tratamiento final como "tratamiento térmico de calidad". Los tipos de recocidos son los siguientes: recocido de regeneración, recocido de engrosamiento de grano, recocidos globulares o esferoidales (recocido globular subcrítico, recocido regular de austenización incompleta o recocido globular oscilante), recocido de homogenización, recocidos subcríticos (de ablandamiento o de acritud), recocido isotérmico y recocido blanco.


Temple
El temple es un tratamiento termico que consiste en enfriar muy rápidamente, la mezcla austenitica homogénea, que tenemos después de calentar el acero, con este enfriamiento rápido se consigue un aumento de dureza, ya que el resultado microscopico final es una mezcla martensítica. La temperatura de temple para los aceros hipoeutectoides son de 30-50 grados, por encima de esta temperatura, el grano de austenita crece mucho, obteniéndose austenita basta de baja tenacidad. El tiempo de enfriamiento debe de ser rápido pero solo en el intervalo de temperatura de 650-400 grados, que es donde la austenita es menos estable , y es donde se forma la mezcla de ferrita y cementita , por encima de 650 grados la velocidad puede ser mas lenta , pero no tanto que permita la precipitación de ferrita o la transformación de austenita en perlita , por debajo de los 400 grados comienza la zona de estabilidad de la austenita , y el enfriamiento puede volver a ser lento, y en el intervalo de 200-300 grados, el enfriamiento debe de ser lento para evitar tensiones térmicas resultantes de un enfriamiento rápido. En los aceros hipereutectoides el temple se suele realizar con calentamiento de austenización incompleta, en la masa original caliente hay austenita y una cantidad de cementita y carburos aleados, después del enfriamiento se obtiene martensita y carburos, este proceso produce mejores resultados en la practica industrial. Factores que influyen en el temple de los aceros son la composición, el tamaño de grano, el tamaño de las piezas. El estudio de las velocidades críticas del temple debe de hacerse con ayuda de las curvas de la “S” de enfriamiento continuo, las cuales reflejan la influencia de la composición sobre la velocidad de enfriamiento, al aumentar el porcentaje de manganeso y cromo, las curvas se desplazan hacia la derecha y por tanto las velocidades críticas del temple disminuyen. El tamaño de grano modifica la situación y forma de la curva “S”, en aceros de la misma composición, las velocidades del temple de grano grueso son menores que las velocidades de grano fino. El tamaño , volumen , y espesor de las piezas tiene gran importancia, ya que si enfriamos una pieza grande primero se enfría la superficie exterior rápidamente , pero las capas interiores tardan mas , ya que el calor debe de atravesar las capas exteriores y estas capas tienen una conductividad limitada , con lo cual perfiles delgados enfrían antes que gruesos. El medio de enfriamiento también influye siendo este proceso por etapas , en la primera el acero al sumergirse en el liquido se forma una capa de vapor , al ser su temperatura muy alta, que rodea el metal , y el enfriamiento se hace por conducción y radiación a través de la capa gaseosa , siendo un enfriamiento muy lento. En la segunda etapa cuando desciende la temperatura de superficie del metal, la película de vapor va desapareciendo, pero el líquido hierve alrededor de las piezas y se forman burbujas que transportan el vapor por conducción. En la tercera etapa el enfriamiento lo hace el líquido por conducción y conveccion, cuando la diferencia de temperatura del líquido y la pieza es pequeña., con lo que el liquido influye en la velocidad según su temperatura de ebullición, su conductividad térmica, su viscosidad, su calor especifico y su calor de vaporización.

Si se realiza un temple mal, nos podemos encontrar con defectos en la pieza como una dureza insuficiente para nuestros propósitos, que se hayan formados puntos blandos, piezas con mucha fragilidad, descarburación, grietas etc.

Revenido

Después del temple, los aceros suelen quedar demasiado duros y frágiles para los usos a los que están destinados. Esto se corrige con el proceso del revenido, este proceso consiste en calentar el acero a una temperatura mas baja que su temperatura critica inferior, enfriándolo luego al aire, en aceite o en agua, con esto no se eliminan los efectos del temple, solo se modifican, se consigue disminuir la dureza, resistencia, y las tensiones internas, y se aumenta la tenacidad. El acero, después del temple, esta compuesto por cristales de martensita, si se vuelve a calentar a diferentes temperaturas, entre Temp. Ambiente y 700º y después se enfría al aire, la resistencia a la tracción disminuye a medida que la Temp. del revenido aumenta , y al mismo tiempo aumenta la ductilidad y la tenacidad , la resistencia al choque o resiliencia, que es baja cuando el revenido se hace a Temp. inferiores a 450ºC, aumenta cuando se hace a Temp. más elevadas. En ciertos aceros en los que después del temple queda austenita residual, se presenta un aumento de dureza, cuando el revenido se hace entre 350ºC y 550ºC, transformándose la austenita en otros constituyentes. Los aceros después del revenido, por lo general se contraen estas variaciones de propiedades que suceden en el revenido, se deben a los cambios microestructurales, que consisten en la descomposición de la martensita que se había obtenido en el temple y que se transforma en otros constituyentes más estables. La estructura obtenida en un revenido a 200-250ºC es de martensita de red cúbica, a 400ºC se observa un oscurecimiento fuerte, al aumentar a 600-650º se desarrolla la coalescencia de la cementita. Con ayuda del telescopio electrónico se ha podido llegar a la conclusión que el revenido se hace en tres etapas:

-La primera etapa se realiza a bajas temperaturas, menores de 300ºC, y se precipita carburo de hierro epsilon y el porcentaje de carbono en la martensita baja a 0.25%, el carburo de hierro cristaliza en el sistema hexagonal, en los limites de los subgranos de la austenita, y la martensita cambia su red tetragonal a red cúbica

-En la segunda etapa, solo se presenta cuando hay austenita retenida en la microestructura del acero, la cual se transforma en vainita, que al ser calentada a altas temperaturas también precipita en carburo de hierro, con formación final de cementita y ferrita.

-En la tercera etapa, el carburo de hierro que apareció en la primera etapa, se transforma en cementita, cuando sube la Temp. Se forma un precipitado de cementita en los limites y en el interior de las agujas de martensita, la cual al aumentar la Temp. se redisuelve la del interior y se engruesa la del exterior, al subir mas la Temp. Se rompe la cementita exterior, y a 600ºC la matriz queda constituida por ferrita. Al final la martensita se ha transformado en cementita y ferrita. En los revenidos la martensita obtenida al temple, va perdiendo carbono que aparece en forma de carburo epsilon, y cementita. Cuando después del temple aparece austenita residual, los cambios microestructurales cuando empieza a calentar, son iguales a los anteriores, pero a 225ºC comienza la descomposición de la austenita hasta los 400ºC , produciéndose un oscurecimiento de la estructura. Cuanto mas baja sea la temperatura del temple, la austenita residual será menos refractaria, y a mas Temp. del temple será mas difícil conseguir la transformación isotermica de la austenita . Esta austenita sufre una precipitación de carburos complejos de alta aleación, y disminuye el contenido en carbono, después de esta precipitación y al enfriar, se transforma en bainita.

Hay otros métodos de tratamiento térmico para endurecer el acero.

Cementación: Las superficies de las piezas de acero terminadas se endurecen al calentarlas con compuestos de carbono o nitrógeno.

Carburización: La pieza se calienta manteniéndola rodeada de carbón vegetal, coque o gases de carbono.

Cianurización: Se introduce el metal en un baño de sales de cianuro, logrando así que endurezca.

Nitrurización: Se usa para endurecer aceros de composición especial mediante su calentamiento en amoniaco gaseoso.



Templabilidad

La templabilidad de un acero es una propiedad que determina la profundidad y distribución de la dureza alcanzada al producirse un enfriamiento desde la zona austenitica. La templabilidad del hierro aumenta si se añaden aleantes , a mas carbono mas templabilidad , sin embargo también aumenta el volumen , con lo que el enfriamiento de la pieza no es homogéneo, y enfría antes en el exterior que en el núcleo , el cual no se podrá dilatar al enfriarse por la compresión ejercida por la pieza ya enfriada, creándose unas tensiones de compresión en el interior y de tracción en la superficie que pueden llegar a romperla, con lo que hay que bajar el contenido en carbono, pero a su vez la templabilidad baja, con lo que se crea una contradicción. Se considera que el temple de un acero es aceptable cuando la microestructura esta formada por lo menos con un 50% de martensita, pero para conseguir las mejores características mecánicas en el producto final el porcentaje de martensita debe de estar entre el 50 y el 90 %. 

Resumen sobre la importancia de los tratamientos térmicos en VW.

Los tratamientos térmicos han adquirido gran importancia en la industria en general, ya que con las constantes innovaciones se van requiriendo metales con mayores resistencias tanto al desgaste como a la tensión. Los principales tratamientos térmicos son: Temple, Cementación, Nitruración y Alivio de Tensiones.

Si usted está buscando un nuevo sistema de vacío para sus tareas de tratamiento térmico, écheles un vistazo a las últimas soluciones de vacío fabricadas por Oerlikon Leybold Vacuum. Nuestros productos sobresalen con más robustez y un tamaño extremamente compacto, combinando un consumo eléctrico y niveles de ruido mínimos.

Cuestionario.

Referencia y bibliografia.

http://www.ecured.cu/index.php/Metal_(Tratamiento_T%C3%A9rmico)

http://html.rincondelvago.com/tratamientos-termicos_1.html

http://www.lloydindustrialsa.com/tratam.html

https://sites.google.com/site/dedgoyaetptratamientostermicos/tipos-de-tratamientos-termicos
http://html.rincondelvago.com/proceso-del-temple.html
http://vacioydeteccion.blogspot.mx/2013/07/tratamientos-termicos.html
https://www.youtube.com/watch?v=RGl1MhPCsZY

Dibujo del Mes de Agosto

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Informe Mes de Marzo 2015

1.Titulo

Electrónica de Potencia

Objetivo

Obtener los aprendizajes suficientes acerca de la electrónica de potencia para saber como aplicarla y como desarrollarla en nuestra vida laboral, y a la vez para conocer los dispositivos o equipos utilizados en dicho tema.

2.Significado

La expresión electrónica de potencia se utiliza para diferenciar el tipo de aplicación que se le da a dispositivos electrónicos, en este caso para transformar y controlar voltajes y corrientes de niveles significativos.

3.Partes de un equipo electrónico de potencia

4.Aplicaciones de la electrónica de potencia

Productos donde se aplica la electrónica de potencia

La electrónica de potencia ha alcanzado ya un lugar importante en la tecnología moderna y se utiliza ahora en una gran diversidad de productos de alta potencia, que incluye:

Controles de calor

Controles de iluminación

Controles de motor

Fuente de alimentación

Sistema de propulsión de vehículos

Sistemas de corriente directa de alto voltaje ( HVDC por sus siglas en inglés)

5.Dispositivos de la electrónica de potencia

5.1.Clasificación 

Dispositivos semiconductores de potencia

Para estas aplicaciones se han desarrollado una serie de dispositivos semiconductores de potencia, todos los cuales derivan del diodo o el transistor. Entre estos se encuentran los siguientes:

• Diodos de potencia
• Rectificador controlado de sislicio (SCR en inglés)
• Transistores bipolares de juntura de potencia (BJT)
• MOSFET de potencia
• Transistores bipolares de compuerta aislada(IGBT)
• Transistor de inducción estática(SIT)

Los Tiristores pueden subdividirse en ocho tipos:

• Tiristor de conmutación forzada
• Tiristor conmutado por linea
• Tiristor desactivado por compuerta (GTO)
• Tiristor de conducción inversa (RTC)
• Tiristor de inducción estático (SITH)
• Tiristor desactivado con asistencia de compuerta (GATT)
• Rectificador controlado de silicio fotoactivo (LASCR)
• Tiristor controlado por MOS (MCT)
• Triac

Convertidores de la Energía Eléctrica

Conversión de potencia es el proceso de convertir una forma de energía en otra, esto puede incluir procesos electromecánicos o electroquímicos. Dichos dispositivos son empleados en equipos que se denominan convertidores estáticos de potencia, clasificados en:

• Rectificadores: convierten corriente alterna en corriente continua.
• Inveror: convierten corriente continua en corriente alterna.
• Cicloconversores: convierten corriente alterna en corriente alterna.
• Choppers: convierten corriente continua en corriente continua.

En la actualidad esta disciplina está cobrando cada vez más importancia debido principalmente a la elevada eficiencia de los convertidores electrónicos en comparación a los métodos tradicionales, y su mayor versatilidad. Un paso imprescindible para que se produjera esta revolución fue el desarrollo de dispositivos capaces de manejar las elevadas potencias necesarias en tareas de distribución eléctrica o manejo de potentes motores.

6.Diodos

El diodo ideal es un componente discreto que permite la circulación de corriente entre sus terminales en un determinado sentido, mientras que la bloquea en el sentido contrario.

En la Figura 1 se muestran el símbolo y la curva característica tensión-intensidad del funcionamiento del diodo ideal. El sentido permitido para la corriente es de A a K.

*Schottky

Diodo Schottky

A diferencia del diodo semiconductor normal que tiene una unión P–N, el diodo schottky tiene una unión Metal-N.

Estos diodos se caracterizan por su velocidad de conmutación, una baja caída de voltaje cuando están polarizados en directo (típicamente de 0.25 a 0.4 voltios).

El diodo Schottky está más cerca del diodo ideal que el diodo semiconductor común pero tiene algunas características que hacen imposible su utilización en aplicaciones de potencia.

Estas son:

- El diodo Schottky tiene poca capacidad de conducción de corriente en directo (en sentido de la flecha).

Esta característica no permiten que sea utilizado como diodo rectificador. Hay procesos de rectificación (por ejemplo fuentes de alimentación) en que la cantidad de corriente que tienen que conducir en sentido directo es bastante grande.

- El diodo Schottky no acepta grandes voltajes que lo polaricen inversamente (VCRR).

El proceso de rectificación antes mencionado también requiere que la tensión inversa que tiene que soportar el diodo sea grande.

Símbolo del diodo Schottky

Sin embargo el diodo Schottky encuentra gran cantidad de aplicaciones en circuitos de alta velocidad como en computadoras.

En estas aplicaciones se necesitan grandes velocidades de conmutación y su poca caída de voltaje en directo causa poco gasto de energía.

El diodo Schottky o diodo de barrera Schottky, se llama así en honor del físico alemán Walter H. Schottky.

*Recuperación Rápida

Los Diodos Rápidos, por otra parte, son dispositivos auxiliares a los transistores en el proceso de conversión de corriente continua a corriente alterna. Cada conmutador (GTO, IGCT o IGBT) requiere de un diodo complementario (p. ej., la "libre circulación" de potencia reactiva) para permitir el funcionamiento del sistema convertidor de continua a alterna con cargas inductivas.

Los Diodos Rápidos están optimizados para soportar solicitaciones dinámicas elevadas (transición rápida del estado de conducción al de bloqueo). Sin embargo, por lo general presentan unas pérdidas en conducción superiores a los Diodos Rectificadores. Para cada familia de conmutadores (GTOs, IGCTs y IGBTs) disponemos de Diodos Rápidos que han sido optimizados para aplicaciones con conmutadores. 
*Rectificadores

Un diodo rectificador es uno de los dispositivos de la familia de los diodos más sencillos. El nombre diodo rectificador” procede de su aplicación, la cual consiste en separar los ciclos positivos de una señal de corriente alterna.

Si se aplica al diodo una tensión de corriente alterna durante los medios ciclos positivos, se polariza en forma directa; de esta manera, permite el paso de la corriente eléctrica.

Pero durante los medios ciclos negativos, el diodo se polariza de manera inversa; con ello, evita el paso de la corriente en tal sentido.

Durante la fabricación de los diodos rectificadores, se consideran tres factores: la frecuencia máxima en que realizan correctamente su función, la corriente máxima en que pueden conducir en sentido directo y las tensiones directa e inversa máximas que soportarán.

Una de las aplicaciones clásicas de los diodos rectificadores, es en las fuentes de alimentación; aquí, convierten una señal de corriente alterna en otra de corriente directa.

7. Tiristores

Un tiristor es un dispositivo semiconductor que consta de cuatro capas similares a las de un diodo, es decir, con estructura pn. Tiene tres uniones, una pn, otra np, y otra pn. Así también tres terminales (ánodo, cátodo, compuerta). 
Los tiristores son uno de los tipos más importantes de dispositivos semiconductores de potencia. Los tiristores se utilizan en forma extensa en los circuitos electrónicos de potencia. Se operan como conmutadores biestables, pasando de un estado no conductor a un estado conductor. Para muchas aplicaciones se puede suponer que los Tiristores son interruptores o conmutadores ideales, aunque los tiristores prácticos exhiben ciertas características y limitaciones. 

Símbolo del tiristor y tres uniones pn

Funcionamiento Cuando el voltaje del ánodo se hace positivo con respecto al del cátodo, existe una corriente entre j1 y j3, es decir, tiene una polarización directa. J2 está en inversa y tiene una pequeña corriente del ánodo al cátodo. Se puede decir entonces que el tiristor está en bloqueo directo y se llama a la corriente de j2“ corriente de estado inactivo (id)”. Ahora, si el voltaje ánodo-cátodo (vak) se incrementa a un valor grande la unión j2, inversamente polarizada estará en ruptura. Esto se denomina ruptura por avalancha y el voltaje se llama voltaje de ruptura directo (vbo). 
Dado que las uniones j1 y j3 están en directa los portadores tendrán un movimiento libre a través de las 3 uniones, lo que provocará una gran corriente directa del ánodo. Entonces el dispositivo está activado. En el estado activo la corriente del ánodo es limitada por una impedancia o una resistencia externa (RL). 
Existe una corriente conocida como corriente de enganche (IL), que a fin de mantener un flujo de portadores debe ser menor a la corriente del ánodo. De otra manera al reducirse el voltaje del ánodo al cátodo el tiristor se bloqueará. IL es la corriente del ánodo mínima que se requiere para mantener el tiristor en estado de conducción luego de ser activado y ser retirada la señal en la compuerta. 

*SCR

SCR(Rectificador Controlado de Silicio):

Este es un pequeño dispositivo de tres terminales, que hacen el mismo trabajo semicondudtor de un diodo normal(deja pasar corriente en un solo sentido), pero con la diferencia de que en éste se puede controlar el momento en el cual pueden comenzar a pasar los electrones.

Al primer terminal se le denomina Cátodo, y es utilizado como entrada de corriente. El segundo sirve de salida y se le llama Anodo y el tercero es el Gate, o terminal de control para el paso de corriente cátodo - ánodo. El gate, llamado también terminal de arranque o encendido del tiristor, sólo sirve para iniciar el paso de corriente entre los otros dos terminales, lo que logra con una corriente muy baja(unos 20 miliamperios).

Podemos comparar un SCR con una puerta común, de esas que tienen resorte y se cierran solas.

Vamos a suponer que un viento fuerte la golpea por uno de sus lados, tratando de abrirla, Bastará con que alguien la abra o accione el picaporte, para que el viento se encargue de abrirla y mantenerta así, sin importar el estado del picaporte.

El viento, es equivalente al voltaje de los electrones presentes en el terminal de control.

*TRIAC

El triac

Al igual que el tiristor tiene dos estados de funcionamiento: bloqueo y conducción. Conduce la corriente entre sus terminales principales en un sentido o en el inverso, por ello, al igual que el diac, es un dispositivo bidireccional.
Conduce entre los dos ánodos (A1 y A2) cuando se aplica una señal a la puerta (G).
Se puede considerar como dos tiristores en antiparalelo. Al igual que el tiristor, el paso de bloqueo al de conducción se realiza por la aplicación de un impulso de corriente en la puerta, y el paso del estado de conducción al de bloqueo por la disminución de la corriente por debajo de la intensidad de mantenimiento (I_H).
Está formado por 6 capas de material semiconductor como indica la figura.

Símbolo del triac	Tiristores en antiparalelo	Estructura interna de un triac

La aplicación de los triacs, a diferencia de los tiristores, se encuentra básicamente en corriente alterna. Su curva característica refleja un funcionamiento muy parecido al del tiristor apareciendo en el primer y tercer cuadrante del sistema de ejes.
Esto es debido a su bidireccionalidad. La principal utilidad de los triacs es como regulador de potencia entregada a una carga, en corriente alterna.
El encapsulado del triac es idéntico al de los tiristores
*GTO

Tiristor desactivado por compuerta (GTO). 

Son semiconductores discretos que actúan como interruptores completamente controlables, los cuales pueden ser encendidos y apagados en cualquier momento con una señal de compuerta positiva o negativa respectivamente. Estos componentes están optimizados para tener muy bajas pérdidas de conducción y diseñados para trabajar en las mas demandantes aplicaciones industriales. Estos componentes son altamente utilizados en Convertidores de Alto Voltaje y Alta Potencia para aplicaciones de baja y media frecuencia.

Estructura

Un tiristor GTO tiene la estructura muy similar a un tiristor SRC convecional, como se muestra en la figura I. con sus 4 capas de silicio (PNPN) y tres terminales: ánodo (A), cátodo (K) y puerta (G).

Figura II.

Funcionamiento

Un tiristor GTO, al igual que un SCR puede activarse mediante la aplicación de una señal positiva de compuerta. Sin embargo, se puede desactivar mediante una señal negativa de compuerta. Un GTO es un dispositivo de enganche y se construir con especificaciones de corriente y voltajes similares a las de un SCR. Un GTO se activa aplicando a su compuerta un pulso positivo corto y se desactiva mediante un pulso negativo corto. La simbología para identificarlo en un circuito es la que se muestra en la figura II.

Mientras el GTO se encuentre apagado y no exista señal en la compuerta, el dispositivo se bloquea para cualquier polaridad en el ánodo, pero una corriente de fuga (IA leak) existe. Con un voltaje de bias en directa el GTO se bloquea hasta que un voltaje de ruptura VAK = VB0 es alcanzado. En este punto existe un proceso dinámico de encendido., VAK = 3V y la corriente IA es determinada por la carga. Cuando el GTO se apaga y con la aplicación de una voltaje en inversa, solo una pequeña corriente de fuga (IA leak) existe. Una polarización en inversa VAK puede ser alcanzada cuando ocurra un corte. El valor del voltaje del voltaje de ruptura inverso depende del método de fabricación para la creación de una regeneración interna para facilitar el proceso de apagado.

Con un voltaje de polarización directo aplicado al ánodo y un pulso de corriente positiva es aplicada al gate, el GTO se enciende y permanece de esa forma. Para ésta condición, existen 2 formas de apagarlo. Una forma es reduciendo la corriente de ánodo IA por medios externos hasta un valor menor a la corriente de holding Ih, en la cual, la acción regenerativa interna no es efectiva. La segunda forma de apagarlo es por medio de un pulso en el gate, y este es el método más recomendable porque proporciona un mejor control.

Ventajas de los GTO sobre los SCR

• Eliminación de los componentes auxiliares en la conmutación forzada, que da como resultado una reducción en costo, peso y volumen.
• Eliminación del ruido acústico y electromagnético debido a la eliminación de bobinas de inducción en la conmutación.
• Desactivación más rápida, permitiendo frecuencias de conmutación más altas.
• Una eficiencia mejorada de los convertidores.

Ventajas sobre los transistores bipolares en aplicaciones de baja potencia.

• Más alta capacidad de voltaje de bloqueo.
• Alta relación de corriente de pico controlable a corriente promedio.
• Alta relación de corriente de pulsación pico a corriente promedio,típicamente de 10:1.
• Alta ganancia en estado activo típicamente de 600 Señal de compuerta pulsada de corta duración. Bajo condiciones de pulsación de carga, un GTO pasa a una saturación más profunda debido a la acción regenerativa. Por otra parte, un transistor bipolar tiende a salirse de saturación.

Principales aplicaciones en la industria

• Troceadores y convertidores
• Control de motores asíncronos
• Inversores
• Caldeo inductivo
• Rectificadores
• Soldadura al arco
• Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI)
• Control de motores
• Tracción eléctrica

8. Transistores

El transistor, inventado en 1951, es el componente electrónico estrella, pues inició una auténtica revolución en la electrónica que ha superado cualquier previsión inicial. También se llama Transistor Bipolar o Transistor Electrónico.

   El Transistor es un componente electrónico formado por materiales semiconductores, de uso muy habitual pues lo encontramos presente en cualquiera de los aparatos de uso cotidiano como las radios, alarmas, automóviles, ordenadores, etc. 

      Vienen a sustituir a las antiguas válvulas termoiónicas de hace unas décadas. Gracias a ellos fue posible la construcción de receptores de radio portátiles llamados comúnmente "transistores", televisores que se encendían en un par de segundos, televisores en color, etc. Antes de aparecer los transistores, los aparatos a válvulas tenían que trabajar con tensiones bastante altas, tardaban más de 30 segundos en empezar a funcionar, y en ningún caso podían funcionar a pilas, debido al gran consumo que tenían. 

Funcionamiento del Transistor

   Un transistor puede tener 3 estados posibles en su trabajo dentro de un circuito:

   - En activa : deja pasar mas o menos corriente.

   - En corte: no deja pasar la corriente.

   - En saturación: deja pasar toda la corriente.

   Para comprender estos 3 estados lo vamos hacer mediante un símil hidráulico que es más fácil de entender.

   Lo primero imaginemos que el transistor es una llave de agua como la de la figura. Hablaremos de agua para entender el funcionamiento, pero solo tienes que cambiar el agua por corriente eléctrica, y la llave de agua por el transistor y ya estaría entendido (luego lo haremos). Empecemos.


*BJT

Transistor Bipolar. El transistor bipolar de uniones, conocido también por BJT (siglas de su denominación inglesa Bipo-lar Junction Transistor), es un dispositivo de tres terminales denominados emisor, base y colector.

La propiedad más destacada de este dispositivo es que aproxima una fuente dependiente de corriente: dentro de ciertos márgenes, la corriente en el terminal de colector es controlada por la corriente en el terminal de base. La mayoría de funciones electrónicas se realizan con circuitos que emplean transistores, sean bipolares o de efecto de campo, los cuales son los dispositivos básicos de la electrónica moderna.

Estructura Física

La estructura física de un transistor bipolar consta de dos uniones PN dispuestas una a continuación de la otra. Entre los terminales de emisor y base hay una unión PN, denominada unión emisora, y entre los de base y colector otra unión PN, llamada unión colectora.

Tipos

Hay dos tipos de transistores bipolares: el NPN y el PNP. Estos nombres proceden de la descripción de su estructura física. En el transistor NPN el emisor es un semiconductor tipo N, la base es tipo P y el colector es tipo N. La estructura física del transistor PNP es dual a la anterior cambiando las regiones P por regiones N, y las N por P.

Transistor bipolar

El emisor ha de ser una región muy dopada (de ahí la indicación p+). Cuanto más dopaje tenga el emisor, mayor cantidad de portadores podrá aportar a la corriente.

La base ha de ser muy estrecha y poco dopada, para que tenga lugar poca recombinación en la misma, y prácticamente toda la corriente que proviene de emisor pase a colector. Además, si la base no es estrecha, el dispositivo puede no comportarse como un transistor, y trabajar como si de dos diodos en oposición se tratase.

El colector ha de ser una zona menos dopada que el emisor. Las características de esta región tienen que ver con la recombinación de los portadores que provienen del emisor.

Funcionamiento del transistor

Entre los terminales de colector (C) y emisor (E) se aplica la potencia a regular, y en el terminal de base (B) se aplica la señal de control gracias a la que se controla la potencia. Con pequeñas variaciones de corriente a través del terminal de base, se consiguen grandes variaciones a través de los terminales de colector y emisor. Si se coloca una resistencia se puede convertir esta variación de corriente en variaciones de tensión según sea necesario.

Fundamento físico del efecto transistor

El transistor bipolar basa su funcionamiento en el control de la corriente que circula entre el emisor y el colector del mismo, mediante la corriente de base. En esencia un transistor se puede considerar como un diodo en directa (unión emisor-base) por el que circula una corriente elevada, y un diodo en inversa (unión base-colector), por el que, en principio, no debería circular corriente, pero que actúa como una estructura que recoge gran parte de la corriente que circula por emisor-base.

Se dispone de dos diodos, uno polarizado en directa (diodo A) y otro en inversa (diodo B). Mientras que la corriente por A es elevada (IA), la corriente por B es muy pequeña (IB). Si se unen ambos diodos, y se consigue que la zona de unión (lo que llamaremos base del transistor) sea muy estrecha, entonces toda esa corriente que circulaba por A (IA), va a quedar absorbida por el campo existente en el diodo B.

De esta forma entre el emisor y el colector circula una gran corriente, mientras que por la base una corriente muy pequeña. El control se produce mediante este terminal de base porque, si se corta la corriente por la base ya no existe polarización de un diodo en inversa y otro en directa, y por tanto no circula corriente.

Polarización del Transistor Bipolar

Polarizar un transistor bipolar implica conseguir que las corrientes y tensiones continuas que aparecen en el mismo queden fijadas a unos valores previamente decididos. Es posible polarizar el transistor en zona activa, en saturación o en corte, cambiando las tensiones y componentes del circuito en el que se engloba.

Corte

Cuando el transistor se encuentra en corte no circula corriente por sus terminales. Concretamente, y a efectos de cálculo, decimos que el transistor se encuentra en corte cuando se cumple la condición: IE = 0 ó IE < 0 (Esta última condición indica que la corriente por el emisor lleva sentido contrario al que llevaría en funcionamiento normal). Para polarizar el transistor en corte basta con no polarizar en directa la unión base-emisor del mismo, es decir, basta con que VBE=0.

Activa

La región activa es la normal de funcionamiento del transistor. Existen corrientes en todos sus terminales y se cumple que la unión base-emisor se encuentra polarizada en directa y la colector-base en inversa.

Saturación

En la región de saturación se verifica que tanto la unión base-emisor como la base-colector se encuentran en directa. Se dejan de cumplir las relaciones de activa, y se verifica sólo lo siguiente:

donde las tensiones base-emisor y colector-emisor de saturación suelen tener valores determinados (0,8 y 0,2 voltios habitualmente).

Es de señalar especialmente que cuando el transistor se encuentra en saturación circula también corriente por sus tres terminales, pero ya no se cumple la relación: II CB = ⋅ β

*MOSFET

MOSFET. Son las siglas de Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor. Consiste en un transistor de efecto de campo basado en la estructura MOS. Es el transistor más utilizado en la industria microelectrónica. La práctica totalidad de los circuitos integrados de uso comercial están basados en transistores MOSFET.

Fue ideado teóricamente por el alemán Julius Von Edgar Lilienfeld en 1930, aunque debido a problemas de carácter tecnológico y el desconocimiento acerca de cómo se comportan los electrones sobre la superficie del semiconductor no se pudieron fabricar hasta décadas más tarde. Tambien se llama mosfet a los aislados por juntura de dos componentes.

Funcionamiento

Un transistor MOSFET consiste en un sustrato de material semiconductor dopado en el que, mediante técnicas de difusión de dopantes, se crean dos islas de tipo opuesto separadas por un área sobre la cual se hace crecer una capa de dieléctrico culminada por una capa de conductor.

Tipos de Mosfet

Los transistores MOSFET se dividen en dos tipos fundamentales dependiendo de cómo se haya realizado el dopaje: Tipo nMOS: Sustrato de tipo p y difusiones de tipo n. Tipo pMOS: Sustrato de tipo n y difusiones de tipo p. Las áreas de difusión se denominan fuente y drenador, y el conductor entre ellos es la puerta.

Estados de los Mosfet

El transistor MOSFET tiene tres estados de funcionamiento:

• Estado de corte
• Estado de corte Cuando la tensión de la puerta es idéntica a la del sustrato.
• Estado de NO conducción

El MOSFET está en estado de no conducción: ninguna corriente fluye entre fuente y drenador aunque se aplique una diferencia de potencial entre ambos.

Conducción lineal

Al polarizarse la puerta con una tensión negativa (pMOS) o positiva (nMOS), se crea una región de deplexión en la región que separa la fuente y el drenador. Si esta tensión crece lo suficiente, aparecerán portadores minoritarios (electrones en nMOS, huecos en pMOS) en la región de deplexión que darán lugar a un canal de conducción.

El transistor pasa entonces a estado de conducción, de modo que una diferencia de potencial entre fuente y drenador dará lugar a una corriente. El transistor se comporta como una resistencia controlada por la tensión de puerta.

Saturación: Cuando la tensión entre drenador y fuente supera cierto límite, el canal de conducción bajo la puerta sufre un estrangulamiento en las cercanías del drenador y desaparece. La corriente entre fuente y drenador no se interrumpe, ya que es debida al campo eléctrico entre ambos, pero se hace independiente de la diferencia de potencial entre ambos terminales.

Características eléctricas del JFET

El JFET de canal n está constituido por una barra de silicio de material semiconductor de tipo n con dos regiones (islas) de material tipo p situadas a ambos lados, (p. ej.2N4416). Es un elemento tri-terminal cuyos terminales se denominan drenador (drain), fuente (source) y puerta (gate).

La polarización de un JFET exige que las uniones p-n estén inversamente polarizadas. En un JFET de canal n, o NJFET, la tensión de drenador debe ser mayor que la de la fuente para que exista un flujo de corriente a través de canal. Además, la puerta debe tener una tensión más negativa que la fuente para que la unión p-n se encuentre polarizado inversamente.

Las curvas de características eléctricas de un JFET son muy similares a las curvas de los transistores bipolares. Sin embargo, los JFET son dispositivos controlados por tensión a diferencia de los bipolares que son dispositivos controlados por corriente.

Por ello, en el JFET intervienen como parámetros: ID (intensidad drain o drenador a source o fuente), VGS (tensión gate o puerta a source o fuente) y VDS (tensión drain o drenador a source o fuente). Se definen cuatro regiones básicas de operación: corte, lineal, saturación y ruptura. A continuación se realiza una descripción breve de cada una de estas regiones para el caso de un NJFET.

Ventajas

Ventajas del FET 1) Son dispositivos controlados por tensión con una impedancia de entrada muy elevada (107 a 1012 ohmios). 2) Los FET generan un nivel de ruido menor que los BJT. 3) Los FET son más estables con la temperatura que los BJT. 4) Los FET son más fáciles de fabricar que los BJT pues precisan menos pasos y permiten integrar más dispositivos en un CI. 5) Los FET se comportan como resistencias controlados por tensión para valores pequeños de tensión drenaje-fuente. 6) La alta impedancia de entrada de los FET les permite retener carga el tiempo suficiente para permitir su utilización como elementos de almacenamiento. 7) Los FET de potencia pueden disipar una potencia mayor y conmutar corrientes grandes.

Desventajas

Desventajas que limitan la utilización de los FET 1) Los FET presentan una respuesta en frecuencia pobre debido a la alta capacidad de entrada. 2) Los FET presentan una linealidad muy pobre, y en general son menos lineales que los BJT. 3) Los FET se pueden dañar debido a la electricidad estática. En este apartado se estudiarán brevemente las características de ambos dispositivos orientadas principalmente a sus aplicaciones analógicas.

*IGBT

Transistor IGBT. Componente electrónico diseñado para controlar principalmente altas potencias, en su diseño está compuesto por un transistor bipolar de unión BJT y transistor de efecto de campo de metal oxido semiconductor MOSFET.

Estructura

El IGBT es un dispositivo semiconductor de cuatro capas que se alternan (PNPN) que son controlados por un metal-óxido-semiconductor (MOS), estructura de la puerta sin una acción regenerativa. Un transistor bipolar de puerta aislada (IGBT) celular se construye de manera similar a un MOSFET de canal n vertical de poder de la construcción, excepto la n se sustituye con un drenaje + p + capa de colector, formando una línea vertical del transistor de unión bipolar de PNP.

Este dispositivo posee la características de las señales de puerta de los transistores de efecto campo con la capacidad de alta corriente y bajo voltaje de saturación del transistor bipolar, combinando una puerta aislada FET para la entrada de control y un transistor bipolar como interruptor en un solo dispositivo. El circuito de excitación del IGBT es como el del MOSFET, mientras que las características de conducción son como las del BJT. En la figura II se observa la estructura interna de un IGBT, el mismo cuenta con tres pines Puerta (G), Emisor (E) y Colector (C).

Funcionamiento

Cuando se le es aplicado un voltaje VGE a la puerta , el IGBT enciende inmediatamente, la corriente de colector IC es conducida y el voltaje VCE se va desde el valor de bloqueo hasta cero. La corriente IC persiste para el tiempo de encendido en que la señal en la puerta es aplicada. Para encender el IGBT, el terminal C debe ser polarizado positivamente con respecto a la terminal E. La señal de encendido es un voltaje positivo VG que es aplicado a la puerta G.

Este voltaje, si es aplicado como un pulso de magnitud aproximada de 15 volts, puede causar que el tiempo de encendido sea menor a 1 s, después de lo cual la corriente de colector ID es igual a la corriente de carga IL (asumida como constante). Una vez encendido, el dispositivo se mantiene así por una señal de voltaje en el G. Sin embargo, en virtud del control de voltaje la disipación de potencia en la puerta es muy baja.

El IGBT se apaga simplemente removiendo la señal de voltaje VG de la terminal G. La transición del estado de conducción al estado de bloqueo puede tomar apenas 2 microsegundos, por lo que la frecuencia de conmutación puede estar en el rango de los 50 kHz.

EL IGBT requiere un valor límite VGE (TH) para el estado de cambio de encendido a apagado y viceversa. Este es usualmente de 4 V. Arriba de este valor el voltaje VCE cae a un valor bajo cercano a los 2 V. Como el voltaje de estado de encendido se mantiene bajo, el G debe tener un voltaje arriba de 15 V, y la corriente IC se autolimita.

Características técnicas

ICmax Limitada por efecto Latch-up.

VGEmax Limitada por el espesor del óxido de silicio.

Se diseña para que cuando VGE = VGEmax la corriente de cortocircuito sea entre 4 a 10 veces la nominal (zona activa con VCE=Vmax) y pueda soportarla durante unos 5 a 10 us. y pueda actuar una protección electrónica cortando desde puerta.

VCEmax es la tensión de ruptura del transistor pnp. Como α es muy baja, será VCEmax=BVCB0 Existen en el mercado IGBTs con valores de 600, 1.200, 1.700, 2.100 y 3.300 voltios. (anunciados de 6.5 kV).

La temperatura máxima de la unión suele ser de 150ºC (con SiC se esperan valores mayores)

Existen en el mercado IGBTs encapsulados que soportan hasta 400 o 600 Amp.

En la actualidad es el dispositivo mas usado para potencias entre varios kW y un par de MW, trabajando a frecuencias desde 5 kHz a 40kHz.

Aplicaciones

El IGBT es un dispositivo electrónico que generalmente se aplica a circuitos de potencia. Este es un dispositivo para la conmutación en sistemas de alta tensión. Se usan en los Variadores de frecuencia así como en las aplicaciones en maquinas eléctricas y convertidores de potencia que nos acompañan cada día y por todas partes, sin que seamos particularmente conscientes de eso: Automóvil, Tren, Metro, Autobús, Avión, Barco, Ascensor, Electrodoméstico, Televisión, Domótica, Sistemas de Alimentación Ininterrumpida o SAI (en Inglés UPS), etc.

9. Cuestionario

10. Bibliografia

http://es.slideshare.net/robysdj/electrnica-de-potencia

http://www.abb.com.mx/product/db0003db004291/c125739900722305c1256f18003c1401.aspx

http://www.ladelec.com/teoria/informacion-tecnica/321-diodos-rectificadores

http://www.ecured.cu/index.php/Tiristor_desactivado_por_compuerta_%28GTO%29

http://www.ecured.cu/index.php/Tiristor

http://www.ecured.cu/index.php/Diodo_Schottky

http://www.ecured.cu/index.php/Transistor_Bipolar

http://www.ecured.cu/index.php/Transistor_MOSFET

http://www.ecured.cu/index.php/Transistor_IGBT