Tiristores DIAC - TRIAC GTO e suas aplicações

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO 
PARA- CAMPUS PARAUAPEBAS 
CURSO TÉCNOLOGIA EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Foto transistor e suas aplicações; Tiristores DIAC, TRIAC, GTO e suas 
aplicações 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Parauapebas – PA 
02 de Maio de 2019 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fototransistor e suas aplicações; Tiristores DIAC,TRIAC,GTO e suas 
aplicações 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Parauapebas – PA 
02 de Maio de 2019 
TRABALHO REALIZADO PARA OBTENÇÃO 
DE NOTA DA MATERIA ELETRONICA 
INDUSTRIAL MINISTRADO PELO PROF° 
WENDERSON REFERENTE AO 1º BIMESTRE 
DE 2019. 
 
 
 
SUMARIO 
INTRODUÇÃO____________________________________________________04 
FOTO TRANSISTOR_______________________________________________05 
TIRISTORES DIAC ________________________________________________07 
TIRISTORES TRIAC_______________________________________________09 
TIRISTORES GTO________________________________________________10 
CONCLUSÃO ___________________________________________________14 
REFERENCIA ___________________________________________________15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Introdução 
 
 
Nessa pesquisa abordaremos sobre Fototransistores um dispositivo que 
funciona baseado no fenômeno da fotocondutividade. Ele pode, ao mesmo tempo, 
detectar a incidência de luz e fornecer um ganho dentro de um único componente. 
Também poderemos entender como funciona suas aplicações. 
Conheceremos os Tiristores Triac, componente eletrônico equivalente a dois 
retificadores controlados de silício(SCR/tiristores) ligados em antiparalelo e com o 
terminal de disparo (ou gatilho – gate) ligados juntos. Este tipo de ligação resulta em 
uma chave eletrônica bidirecional que pode conduzir a corrente elétrica nos dois 
sentidos. O TRIAC faz parte da família de Tiristores juntamente com DIAC, ou Diode 
for Alternating Current, é um gatilho bidirecional, ou diodo que conduz corrente apenas 
após a tensão de disparo ser atingida, e o GTO que tem permissão para deligar pelo 
gate, um pulso negativo de alta corrente, por esse motivo o nome(Gate Turn Off, 
desligamento pelo gate).
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1.Fototransistor 
 
O Fototransistor é um componente eletrônico cuja sua base é ativada por luz. 
Caso sua base não tenha contato direto com luz o transistor desliga. Porém havendo 
luz diretamente aplicada na lente, ele liga tendo fluxo de corrente entre Emissor e 
Coletor. O Fototransistor funciona tanto por luz visível como também por luz 
infravermelha, são bastantes usados em controles remotos, alarmes, trancas 
elétricas, portas, circuitos eletrônicos de partida, etc. 
 
 
Assim como o transistor padrão o fototransistor é ajuste de dois diodos de 
junção, mas, associado ao efeito transistor aparece o efeito fotoelétrico. Em geral, 
possui apenas dois terminais acessíveis, o coletor e o emissor, sendo a base incluída 
apenas para eventual polarização ou controle elétrico. 
As vantagens do fototransistor sobre o fotodiodo é o tempo de resposta maior, 
a junção base emissor tem uma polarização direta e a junção base coletor tem uma 
polarização inversa. 
A sensibilidade do Fototransistor é muito mais alta a luz do que a do fotodiodo, 
sendo assim as vezes a luz do ambiente interferem no circuito caso não o 
Fototransistor não esteja devidamente protegido, essa sensibilidade se deve a sua 
ação amplificadora. 
 
 
 
 
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O circuito abaixo tem um comportamento parecido com circuito LDR, porem 
é mais sensivele simples,por ele podemos perceceber cmo é o funcionamento do 
fototrnasitor: 
 
 
O Fototransitor tem uma perna maior que é o emissor e amis ccurta é o 
coletor,nesse circuito o e emissor deve estar conectado ao negativo do LED,quanado 
emitimos luz sobre o o fototransistor ele passa a se comporta como curto circuito 
,sendo assim a corrente passa a fluir nele, assim apangando o LED. Quando não 
emitirmos mais luz em sua base o fototransistor passa a se comportar como cicrcucito 
aberto e a corrente passa a fluir somente no LED. Nesse circuito podemos substituir 
o LED por uma buzzer, simulando assim um desligamento de alarme disparado. 
 
 1.2 Fotofet 
Além dos fototransistor do tipo BJT, temos também os fototransistores do tipo 
FET,são parecidos com os transistores FET convencional, porém possuindo uma 
lente no Gate para focalizar a ocorrência de luz. 
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Havendo luz no Gate, elétrons serão excitados, provocando o aparecimento 
de uma variação na corrente do Gate. Essa variação passará pelo resistor Rg, 
provocando uma variação na tensão gate-source (Vgs'). Isso será multiplicado pela 
transcondutância gfs do fotofet, produzindo uma corrente Id', que alterará a tensão em 
cima do resistor Rd, alterando por consequência a tensão entre o dreno e o source 
(Vds). 
 
 
2.Tiristor Diac (Diode for Alternating Current) 
O tiristor Diac é um componente eletrônico comutador de onda completa 
alternada ou bidirecional já que dispara nos dois sentidos e em ambas as polaridades, 
possui dois terminais MT1(Main Terminal 1) e MT2(Main Terminal 2), o símbolo desse 
componente se parece com diodos em antiparalelo, e fisicamente o componente 
parece com um diodo, podendo em alguns casos dependendo da potência ser um 
pouco maior. 
 
 
 
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São componentes eletrônicos muito usados em circuitos Dimmer, onde tem a 
função de determinar o momento do disparo do Triac, o mesmo usa o Diac ligado em 
seu gate, como no exemplo abaixo; 
 
O Diac funciona da seguinte forma, para que ele conduza corrente é preciso 
passar do estado de bloqueio para o estado de condução, o que significa que é preciso 
alcançar uma tensão de ruptura ( VR-Voltage Rupture ) rompendo a junção polarizada 
inversamente, podendo a corrente fluir em ambos os sentidos, para voltar ao estado 
de bloqueio basta retirar a tensão por alguns instantes. 
O gráfico a seguir mostra o que acontece quando se alcança a tensão de 
ruptura, que fica na maioria dos componentes por volta de 30 volts, podendo em 
alguns casos variar entre 15 volts e 30 volts; 
 
 
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Pode-se observar que por um breve momento até chegar na tensão de ruptura 
o Diac chega a conduzir uma pequena quantidade de corrente, essa chamada de 
corrente de fuga, é um valor baixo quase desprezível, mas assim que se rompe a 
junção o valor dado a corrente dispara tanto para negativo quanto para positivo. 
 
2.1Tiristores TRIAC 
Os tiristores TRIAC tem funções bastante parecidas com o de um diodo visto 
que, a corrente flui por ele por penas um sentido no qual entra pelo ânodo e sai pelo 
terminal cátodo; “Triode for Alternating Current” é similar a dois retificadores 
controlados de silício ligados na mesma direção, mas em sentidos opostos e com o 
terminal de disparo ligados ao mesmo tempo resultando em uma chave eletrônica que 
pode conduzir corrente elétrica em ambos os sentidos. 
 
 
 
O TRIAC assim que disparado continua a conduzir corrente até que a mesma 
fique abaixo do valor de corte, tal como o valor de tensão final da metade do ciclo de 
uma C.A tornando o dispositivo indicado para circuitos de corrente alternada 
permitindo acionar altas potencias com circuitos acionados por correntes de 
miliamperagem. Além disso é possível fazer o controle do início da condução do 
dispositivo fazendo o controle de fase o qual permite o controle da porcentagem do 
ciclo que estará alimentando a carga. 
O TRIAC pode substituir na maioria dos casos o componente chamado de 
relé, o e baixa potência pode ser utilizado para várias funções como o controle da 
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velocidade de ventiladores e controle de potência em lâmpadas, a comutação do 
componente varia a potência recebida variando a luminosidade da lampada; quando 
usado com cargas indutivas, como motores eléctricos,tem de se assegurar que o 
TRIAC desligue de forma correta no final de cada semi-ciclo de alimentação eléctrica. 
 
 
 
 
2.2Tiristores GTO 
 
O GTO tem uma estrutura com 4 camadas, tem a habilidade de estar em 
condução e também bloquear, através de comandos pelo gate. A forma de disparo é 
parecida com SCR, estando diretamente polarizado. 
Quando há uma introdução de corrente no gate, há ima circulação de corrente 
entre o gate e catodo, grande parte dos portadores se deslocam até a camada N 
adjacente, já que a camada do gate é bastante fina. Assim a barreira de potencial e 
sendo atraído pelo potencial do anodo, iniciando assim uma corrente anodica. Se essa 
corrente for maior que a corrente de manutenção, o dispositivo GTO não precisara de 
sinal de gate para se manter conduzindo. 
Como mostrado na figura a representação simplificada de entrada e saída de 
condução do GTO. 
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2.3Fatores que fazem acontecer o funcionamento do GTO: 
 
 - Facilidade de extração de portadores gate, isso é possível graças ao pelo 
uso de dopantes. 
 - Os portadores nas camadas centrais pode desparecer bem rápido. Isso 
faz com que GTO tem uma maior queda de tensão enquanto está em condução, 
comparado a um SCR. 
 -Aguenta uma tensão reversa na junção porta-catodo, sem entrar em 
avalanche. 
 -Absorção de portadores de toda superfície condutora, pode não conter 
capacidade de bloquear tensões reversas. 
 
2.4Vantagens do Uso do GTO 
 
-Pode operar com tensões muito altas 
-Maior área de silício por kVA 
 
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2.5Desvantagens 
-Circuito de porta complexo 
-Apresenta perdas de comutação 
-Exige uso de Snubber 
 
 
2.6Circuitos Amaciadores (Snubber) 
 Esse circuito é desenvolvido com intuito de proteger o tiristor GTO em 
circuitos de potencias ,ele funciona de maneira transientes provenientes de 
comutação da carga, daí o nome amaciador ou amortecedor .Quando há circuitos com 
cargas indutivas o snubber se comporta com um meio de descarga de um jeito com 
amis segurança, ele também pode ser aplicado a relés ,esses relés tem a missão de 
aumentar a vida de utilidade amaciando o efeito do arco voltaico ,criado na 
descomutaçao do circuito, é bastante usado em solenoides hidráulicas ou pnemautica 
de circuito de carga alternada. 
Nesta imagem podemos ver como é o uso da proteção do GTO. 
 
 
Figura 4. Circuito amaciador de desligamento tipo RC 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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CONCLUSÃO 
 
 
Os componentes eletrônicos semicondutores Fototransistor e Tiristores são 
de grande importância para criação de circuitos eletrônicos, tanto para circuitos para 
amplificadores e atenuador ou interruptores de ação rápida. O fototransistor vem 
sendo bastante utilizado desde da criação do transistor comum criação em 1947 pelos 
físicos John Bardeen e Walter House Brittain, a intenção era criar dispositivos bem 
mais compactos e mais econômicos que as válvulas termiônicas, o fototransistor é 
uma derivação do transistor comum com modo de funcionamento diferente ,porem 
com a mesma finalidade. Os tiristores tornaram-se vantajosos no controle de grandes 
potencias, pois são dispositivos leves, pequeno, confiáveis e de ação bem rápida. É 
nítido a praticidade e vantagem do uso desses componentes pois os mesmo não 
apresentam problemas de desgaste mecânico pois não possui partes moveis. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
 
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Disponível em:<www. eletronicaparaartistas.com.br / transistores -3 - fototransistor> 
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Acesso em: 30 abril. 2019 
 
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Acesso em: 30 abril. 2019 
 
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 - Power Electronics - Circuits, Devices and Applications, 2nd. Edition 
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 - Power Electronics, 3rd. Edition 
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