05 - Diodo Shockley e GTO

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Diodo Shockley e GTO
Diodo Shockley
O diodo Shockley é um dispositivo de quatro camadas com apenas dois terminais externos. As 
características construtivas do dispositivo são as mesmas que as do SCR. Observe uma figura com 
sua construção e respectiva simbologia:
Construção e simbologia do diodo Shockley
Quanto ao seu funcionamento, o dispositivo permanece no estado desligado (circuito aberto), até 
que a tensão de ruptura seja atingida, quando o dispositivo entra em condução (curto-circuito), 
conforme mostrado na curva característica a seguir:
Curva característica de funcionamento do diodo Shockley
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Esse dispositivo é muito usado para disparar SCRs. Observe a figura a seguir, onde ele é aplicado 
com essa finalidade:
Diodo Shockley utilizado para disparo de um SCR
Quando ligamos o circuito, a tensão no capacitor começa a aumentar em direção à tensão da fonte 
de alimentação. A tensão no capacitor aumenta até atingir a tensão de disparo do diodo, fazendo 
com que ele conduza. Nesse instante, é aplicado um pulso no gate do SCR e o dispositivo entra 
em condução.
GTO (Chave de desligamento de porta)
A grande vantagem do GTO (Gate Turn-off) em relação ao SCR é que ele pode ser ligado ou 
desligado através de um pulso na porta de catodo (Gate). Observe sua simbologia a seguir:
Símbolo do GTO
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Uma conseqüência desta capacidade de desligamento é um aumento na amplitude da corrente de 
porta requerida para o disparo.
Para um SCR e um GTO com relações nominais de correntes máximas semelhantes, a corrente de 
disparo de porta de um SCR particular é 30µA, enquanto a corrente de disparo do GTO é de 20mA. 
A corrente de desligamento de um GTO é sensivelmente maior do que a corrente de disparo 
necessária. A corrente máxima e as relações nominais de dissipação fornecidas por fabricantes de 
GTOs, hoje, são limitadas a cerca de 3A e 20W.
O tempo de ativação de um GTO é semelhante ao de um SCR (tipicamente 1µs). Entretanto, seu 
tempo de desligamento tem mais ou menos a mesma duração (1µs), muito menor que o tempo de 
desligamento do SCR, de 5 a 30µs. Algumas das áreas de aplicação do GTO incluem contadores, 
geradores de pulso, multivibradores, reguladores de tensão e controle de potência.
Teoricamente, os GTOs facilitariam a implementação de circuitos chaveados em CC, como os 
inversores de freqüência e os choppers, pois eliminariam a necessidade dos circuitos auxiliares de 
comutação (comutação forçada), hoje necessários para bloquear o SCR nesses tipos de aplicação.
Apesar de possuírem tempo de comutação inferior ao dos SCRs, os GTOs possuem dois grandes 
problemas relacionados à sua aplicação:
• Limitação com relação à capacidade de condução de corrente.
• Valor da corrente de bloqueio é muitas vezes maior que a corrente de disparo, necessitando 
de circuitos adicionais para bloquear o dispositivo.
Podemos citar como aplicação do GTO um circuito oscilador dente-de-serra. Observe o circuito a 
seguir: 
Circuito oscilador dente-de-serra com GTO
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Funcionamento do circuito:
Quando a fonte é energizada, o GTO entra em condução, resultando em baixa impedância entre o 
anodo e o catodo do dispositivo. O capacitor C começa a se carregar em direção ao nível da fonte 
de alimentação. Quando a tensão no capacitor C for maior que a tensão do diodo zener, uma 
reversão na tensão de porta para o anodo resultará em uma reversão na corrente da porta. A 
corrente de porta negativa será grande o suficiente para desligar o GTO. Nesse instante, o 
capacitor se descarregará nos resistores. O tempo de descarga será dado pela constante de tempo 
do circuito (τ = R.C), e a escolha correta dos valores dos resistores em série e do capacitor 
resultará na forma de onda mostrada na figura a seguir.
Forma de onda dente - de - serra
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	Diodo Shockley e GTO
	Diodo Shockley
	GTO (Chave de desligamento de porta)