___1.5 Fototiristor

El termino tiristor, incluye todos los dispositivos semiconductores los cuales presentan un funcionamiento inherente como dispositivos de corte y conducción, poseen una estructura de cuatro capas PNPN con tres uniones PN intermedias y tres terminales accesibles denominadas ánodo, cátodo y compuerta (gate). Existen dos formas de operación, una es bidireccional (Triac) y la otra es unidireccional (SCR).

            El SCR (Rectificador Controlado de Silicio) es un elemento unidireccional, conmutador casi ideal, rectificador y amplificador a la vez. Se utiliza como interruptor electrónico, esto quiere decir que en su comportamiento tiene dos estados de operación: en el estado de apagado o de bloqueo, idealmente el SCR actúa como un circuito abierto entre el ánodo y el cátodo; en realidad, en vez de haber un circuito abierto, existe una resistencia muy alta. El otro es el estado de conducción, el SCR actúa idealmente como un corto circuito entre el ánodo y el cátodo; en realidad presenta una resistencia muy baja. En la figura 1.18 se presenta su símbolo y estructura.

Normalmente el SCR se comporta como un circuito abierto hasta que se activa su compuerta con una pequeña corriente (Disparo); en ese momento, el dispositivo entrará en conducción comportándose  como un diodo en polarización directa. Después de ser activado el SCR, se queda conduciendo y se mantiene así. Si se desea que el tiristor deje de conducir, el voltaje +V entre ánodo y cátodo debe ser reducido a 0 Voltios.

Figura 1.18: a) Símbolo del SCR, b) Estructura del SCR.

Existen varias formas de activar o disparar un SCR, aquí solo hablaremos de las formas convencionales que son: por corriente de compuerta y por medio de luz. Con la primera; al aplicar un voltaje positivo entre la compuerta y la terminal de cátodo, fluirá una corriente que activará el dispositivo. El método de disparo que emplea la luz, es el que nos ocupa en esta ocasión ya que un fototiristor o LASCR (Light Activated SCR) es también un dispositivo semiconductor de cuatro capas que opera esencialmente como el SCR normal, solamente que es activado por medio de energía luminosa que incide sobre una de las junturas PN, cuando la luz incidente es suficientemente intensa, el LASCR se dispara y permanece en ese estado aunque se retire la luz. Observando la Figura 1.19, podemos notar, que pese a que el disparo del fototiristor se lleva a cabo por medio de luz, este conserva aun la terminal de compuerta, esto es así porque la terminal de compuerta permite el disparo en la forma normal y además se puede reducir dentro de ciertos márgenes la sensibilidad del disparo por luz, mediante la conexión de una resistencia variable entre la compuerta y el cátodo, el LASCR es mas sensible a la luz cuando la terminal de compuerta esta abierta (alta impedancia).

Figura 1.19: a) Símbolo del LASCR, b) Estructura y c) Construcción básica.

En la Figura 1.20 se muestra la curva característica del LASCR que prácticamente es igual a la del SCR con la diferencia que el LASCR es activado con luz. Normalmente este tipo de dispositivos se aplica en alarmas antirrobo, detectores de presencia en puertas y ascensores, circuitos de control óptico en general, controles ópticos luminosos, relevadores, control de fase, control de motores, y una variedad de aplicaciones en computadoras.

Figura 1.20: Curva característica del fototiristor.