Dispositivos ópticos Y De Potencia

Dispositivos ópticos y de potencia.

Diodos emisores de luz • Conocido como LED, es un dispositivo semiconductor (diodo) que emite luz incoherente de espectro reducido cuando se polariza de forma directa la unión PN del mismo y circula por él una corriente eléctrica.

Símbolo de un diodo. A significa ánodo y K es cátodo. Normalmente no se ponen las letras.

Fotodiodo • Un fotodiodo es un semiconductor construido con una unión PN, sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja.

• Curva característica Los fotodiodos son más rápidos que las fotorresistencias, es decir, tienen un tiempo de respuesta más pequeño, sin embargo solo pueden conducir en una polarización directa corrientes relativamente pequeñas.

• Usos Se usa en los lectores de CD, recuperando la información grabada en el surco del Cd transformando la luz del haz láser reflejada en el mismo en impulsos eléctricos para ser procesados por el sistema y obtener como resultado los datos grabados. • Usados en fibra óptica

Fototransistor • Es un transistor sensible a la luz, por lo general infrarroja. Combinan en uno solo la detección de luz y la ganancia. Los hay de tres y de dos patas. • La base es reemplazada por un cristal fotosensible, que al recibir luz, ya sea visible o infrarroja; produce una corriente y desbloquea el transistor. • Su aspecto es igual al de un LED, sin embargo la polaridad en estos dos es diferente, mientras que en el LED; la pata mas larga es el positivo y la corta el negativo en el fototransistor es inversa esta polaridad, aparte su capsula viene oscura.

• Funcionamiento Los fotones que llegan al lente (base), generan pares electrón- la unión hueco en el espacio entre C-B; La tensión de polarización inversa de C-B, llevan los huecos a la superficie de la base y los electrones al colector. La unión de B-E polarizada directamente, hace que los huecos se dirijan a la base al emisor mientras que los electrones van del emisor a al base. En este momento la función del transistor se ejecuta cuando los electrones cruzan del emisor a la base alcanzando el colector. Esta tensión constituye una corriente de colector inducida por la luz.

• Usos • Sensores:

• Control Remoto

Optoacoplador • También llamado optoaislador o aislador acoplado ópticamente, es un dispositivo de emisión y recepción que funciona como un interruptor activado mediante la luz emitida por un diodo LED que satura un componente optoelectrónico, normalmente en forma de fototransistor o fototriac. De este modo se combinan en un solo dispositivo semiconductor, un fotoemisor y un fotorreceptor cuya conexión entre ambos es óptica. Estos elementos se encuentran dentro de un encapsulado que por lo general es del tipo DIP. Se suelen utilizar para aislar electricamente a dispositivos muy sensibles.

Funcionamiento La señal de entrada es aplicada al fotoemisor y la salida es tomada del fotoreceptor. Los optoacopladores son capaces de convertir una señal eléctrica en una señal luminosa modulada y volver a convertirla en una señal eléctrica. La gran ventaja de un optoacoplador reside en el aislamiento eléctrico que puede establecerse entre los circuitos de entrada y salida.

Los fotoemisores que se emplean en los optoacopladores de potencia son diodos que emiten rayos infrarrojos (IRED) y los fotoreceptores pueden ser tiristores o transistores.Cuando aparece una tensión sobre los terminales del diodo IRED, este emite un haz de rayos infrarrojo que transmite a través de una pequeña guia-ondas de plástico o cristal hacia el fotorreceptor. La energía luminosa que incide sobre el fotorreceptor hace que este genere una tensión eléctrica a su salida. Este responde a las señales de entrada, que podrían ser pulsos de tensión.

• Tipos En general, los diferentes tipos de optoacopladores se distinguen por su diferente etapa de salida, algunos son: • Fototransistor: se compone de un optoacoplador con una etapa de salida formada por un transistor BJT. • Fototriac: se compone de un optoacoplador con una etapa de salida formada por un triac • Fototriac de paso por cero: Optoacoplador en cuya etapa de salida se encuentra un triac de cruce por cero. El circuito interno de cruce por cero conmuta al triac sólo en los cruce por cero de la corriente alterna.

TRIAC • Triodo (es un componente electrónico constituido por elementos semiconductores que utiliza realimentación interna para producir una conmutación) para Alternar Corriente es un dispositivo semiconductor, de la familia de los tiristores. El TRIAC es un interruptor capaz de conmutar la corriente alterna. • Su estructura interna se asemeja en cierto modo a la disposición que formarían dos SCR en direcciones opuestas. • Posee tres electrodos: A1, A2 (en este caso pierden la denominación de ánodo y cátodo) y puerta. El disparo del TRIAC se realiza aplicando una corriente al electrodo puerta.

Aplicaciones • Su versatilidad lo hace ideal para el control de corrientes alternas. • Funciona como interruptor electrónico y también a pila. • Se utilizan TRIACs de baja potencia en muchas aplicaciones como atenuadores de luz, controles de velocidad para motores eléctricos, y en los sistemas de control computarizado de muchos elementos caseros

SCR • El rectificador controlado de silicio es un tipo de tiristor formado por cuatro capas de material semiconductor con estructura PNPN o bien NPNP. El nombre proviene de la unión de Tiratrón (tyratron) y Transistor. • Un SCR posee tres conexiones: ánodo, cátodo y gate (puerta). La puerta es la encargada de controlar el paso de corriente entre el ánodo y el cátodo. Funciona básicamente como un diodo rectificador controlado, permitiendo circular la corriente en un solo sentido. Mientras no se aplique ninguna tensión en la puerta del SCR no se inicia la conducción y en el instante en que se aplique dicha tensión, el tiristor comienza a conducir. Trabajando en corriente alterna el SCR se desexcita en cada alternancia o semiciclo. Trabajando en corriente continua, se necesita un circuito de bloqueo forzado, o bien interrumpir el circuito.

• El pulso de disparo ha de ser de una duración considerable, o bien, repetitivo si se está trabajando en corriente alterna. En este último caso, según se atrase o adelante el pulso de disparo, se controla el punto (o la fase) en el que la corriente pasa a la carga. Una vez arrancado, podemos anular la tensión de puerta y el tiristor continuará conduciendo hasta que la corriente de carga disminuya por debajo de la corriente de mantenimiento (en la práctica, cuando la onda senoidal cruza por cero) • Cuando se produce una variación brusca de tensión entre ánodo y cátodo de un tiristor, éste puede dispararse y entrar en conducción aún sin corriente de puerta. Por ello se da como característica la tasa máxima de subida de tensión que permite mantener bloqueado el SCR. Este efecto se produce debido al condensador parásito existente entre la puerta y el ánodo. • Los SCR se utilizan en aplicaciones de electrónica de potencia, en el campo del control, especialmente control de motores, debido a que puede ser usado como interruptor de tipo electrónico.