LECCION INTRODUCTORIA

 Lectura: Clasificación de los dispositivos semiconductores 

Hay seis tipos principales de dispositivos semiconductores de potencia:  

• Diodos de potencia. 
• Tiristores. 
• Transistores bipolares de compuerta aislada (IGBTs).
• Transistores de unión bipolares de potencia (BJTs). 
• Transistores de efecto de campo de potencia (MOSFET).
• Transistores de inducción estáticos (SIT).

El diodo de potencia tiene dos terminales llamadas ánodo y cátodo, conduce cuando el voltaje de su ánodo es más alto que el de su cátodo.
La caída de voltaje directa de un diodo de potencia es muy baja. Cuando el voltaje del cátodo es más alto que el voltaje del ánodo,
entonces el diodo está en modo de bloqueo. Existen tres tipos de  diodos de potencia:
a)  de propósito general,
b) de alta velocidad o recuperación rápida,
c) el diodo Schottky

El tiristor, además del cátodo y ánodo, tiene una tercera terminal llamada compuerta. Si se aplica una pequeña cantidad de corriente desde la compuerta hacia el cátodo y el tiristor esta polarizado directamente, entonces éste conduce. Una vez que el tiristor está en un modo conducción  la compuerta no tiene ningún control y el tiristor continúa conduciendo; a menos que  el potencial en el ánodo sea igual o menor que el potencial del cátodo.  Cuando el tiristor está en un modo de conducción la caída de potencial en directa es muy pequeña.

Los transistores bipolares de alta potencia tienen tres terminales: base, emisor y colector. Los hay de del tipo NPN y del tipo PNP. Por lo general se operan en forma de interruptor en la configuración de emisor común. En la configuración NPN para activar el transistor, la base debe de estar a un potencial mayor que el del emisor, y la corriente de base debe ser suficientemente grande para que el transistor entre a la región de saturación. Además, el colector debe tener un potencial mayor al del emisor. El transistor en conducción presenta una caída en directa muy baja (de 0.5 a 1.5V). Si la corriente de base se retira el transistor pasa al estado de corte, o modo de no conducción. 

El transistor de efecto de campo de metal óxido semiconductor (MOSFET),  es un dispositivo unipolar que consta de tres terminales denominadas fuente, drenaje y compuerta.  Opera como un dispositivo controlado por voltaje, ya sea con corriente de electrones (canal N) o con corriente de huecos (canal P). Se utilizan en convertidores de potencia de alta velocidad y están disponibles en un rango de baja potencia (1000V, 50A), y baja frecuencia.

Los transistores bipolares de compuerta aislada (IGBT) son transistores de potencia controlados por voltaje. Por naturaleza, son más rápidos que los BJT, pero aún no tan rápidos como los MOSFET. Sin embargo ofrecen características de excitación y de salida superiores a los BJT. Los IGBT son adecuados para altos voltajes, altas corrientes (1200V, 400A) y frecuencias de hasta 20kHz. 

Los transistores de inducción estáticos (SIT) son dispositivos de alta potencia a muy alta frecuencia. Son en sí, la versión en estado sólido del tubo de vacío tríodo, y son similares a un JFET. Tienen una alta capacidad de potencia  con bajo ruido y baja distorsión a altas frecuencias. Este dispositivo presenta un tiempo de activación y desactivación  muy corto.