Eletrônica Industrial Triritores PUT e SCR

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Tiristores 
Introdução e componentes: PUT, SCR, DIAC, TRIAC, 
Professor Lucas Tenório de Souza Silva 
TIRISTORES 
# FAMÍLIA TIRISTOR 
 Tiristor é uma família de dispositivos semicondutores que 
operam em regime de chaveamento (on-off), e tem em 
comum uma estrutura com 4 camadas de material 
semicondutor (pnpn). 
 O tiristor de uso mais difundido é o SCR (Retificador 
Controlado de Silício), usualmente chamado simplesmente de 
tiristor. Outros tiristores são: 
 PUT (tiristor com disparo programável); DIAC (tiristor diodo 
bidirecional); TRIAC (tiristor triodo bidirecional); GTO (tiristor 
comutável pela porta); e MCT (Tiristor controlado por MOS). 
TIRISTORES 
 Uma série da família de tiristores bastante comercializada é a 
série TIC. 
 Cuidado para não confundir com família de transistores TIP. 
 Para série TIC tem-se a seguinte convenção: 
 O primeiro número após o TIC: 
 1: significa que o tiristor é unidirecional 
 2: significa que o tiristor é bidirecional 
 O segundo número indica o grau de corrente anódica: 
 Quanto maior, maior será a corrente, ou seja: IAmax(TIC126) > I 
Amax(TIC106) 
 A letra indica a máxima tensão reversa que o componente pode 
suporta; 
 
TIRISTORES 
 Todo circuito contendo tiristores pode ser dividido em duas 
malhas (etapas): 
 Malha de Potência ou de Força: é a malha que circula a corrente 
de maior intensidade e onde é aplicada maior tensão. 
 Malha de Disparo, Acionamento ou de Controle: é a malha 
por onde circula a corrente do gate, uma corrente bem inferior 
comparada com a corrente principal. 
 
PUT – Transistor de Unijunção Programável 
, 
TIRISTORES 
I. PUT (Transistor de Unijunção Programável) 
 O PUT é a evolução do Transistor de Unijunção UJT e 
seu termo “programável” é dado por conta do controle dos 
parâmetros RBB, η e Vp. 
 O controle destes parâmetros é feito por resistores de 
polarização externo. 
 O PUT é um dispositivo da família dos tiristores comumente 
destinado para disparo de SCRs e TRIAC. 
TIRISTORES 
II. ESTRUTURA E SIMBOLOGIA DO PUT 
 O PUT um componente formado por quatro camadas pnpn, e 
que possui apenas três terminais chamados de: anodo (A), 
catodo (K) e gate (G). 
 O gate (porta - G) é terminal de disparo do PUT e esta 
conectado a camada N próximo do anodo. 
 O estrutura interna dele por ser vista logo abaixo, junto ao 
seu símbolo. 
TIRISTORES 
III.CIRCUITO EQUIVALENTE DO PUT 
 Para facilitar o entendimento do funcionamento do circuito 
com o PUT, utilizam-se didaticamente dois tipos de circuitos 
equivalentes, um baseado em circuitos com diodos e outro 
baseado em circuitos com transistores. 
TIRISTORES 
IV. IDENTIFICAÇÃO DOS TERMINAIS 
 A identificação dos terminais do PUT pode ser feita analisando 
os valores de resistência entre seus terminais (tabela abaixo), 
medidas com um multímetro. 
 O menor valor de resistência será identificado quando polarizar a 
junção gate-anodo de forma direta, ou seja, ponteira positiva(+) no 
anodo(A) e negativa(-) no Gate (G). 
 Se encontrar duas resistência baixas (A-G e A-K), o PUT provavelmente 
estará disparando por ruído. Deve-se então conectar o terminal aberto a 
um dos dois terminais medidos para evitar o disparo e encontrar a 
resistência mais baixa RG-A. 
TIRISTORES 
V. POLARIZAÇÃO E FUNCIONAMENTO 
 O circuito básico de polarização do PUT é mostrado logo 
abaixo de duas maneiras(PUT e Equivalente). 
 Analisando o circuito equivalente, sabe-se que a condução do 
PUT só será possível quando o transistor T1 conduzir. Para 
isto é necessário que a tensão Anodo-Catodo (VAC) seja 0,7V 
maior que a tensão VCG. Ou seja: 
VVV GCAC 
TIRISTORES 
 Após a condução de T1, este transistor polarizará 
automaticamente o transistor T2, que também conduzirá logo 
em seguida. 
 Como a tensão Gate-Catodo (VGC) do PUT é a mesma 
tensão de VR1(resistor do divisor de tensão), a tensão de 
disparo pode ser controlada pelo circuito divisor de tensão 
VCC, R1e R2. Assim: 
VVV GCAC 
Divisor de 
Tensão 
7,01  RAC VV
7,0
21
1 

 CCAC V
RR
R
V
TIRISTORES 
 Após a condução de T1, este transistor polarizará 
automaticamente o transistor T2, que também conduzirá logo 
em seguida. 
 Como a tensão Gate-Catodo (VGC) do PUT é a mesma 
tensão de VR1(resistor do divisor de tensão), a tensão de 
disparo pode ser controlada pelo circuito divisor de tensão 
VCC, R1e R2. 
 
 # Obs.: Após o PUT entrar em condução, ele pode continuar 
conduzindo mesmo retirando o sinal do Gate, pois: quando T1 
conduz, T2 entra em condução e este garante passagem de corrente 
e a polarização de T1. Assim, o PUT dependerá da corrente IA ou da 
tensão VAC (VAK) para continuar conduzindo ou não. 
VVV GCAC 
Divisor 
de 
Tensão 
7,01  RAC VV 7,0
21
1 

 CCAC V
RR
R
V
TIRISTORES 
VI. COMPARATIVO PUT x UJT 
 Fazendo um analogia com UJT, o PUT pode “programar” RBB, 
η e Vp através dos resistores R1 e R2. Enquanto o UJT tinha 
esses parâmetros predefinidos pelo fabricante 
VV
RR
R
VPUT CCACCONDUZ 


21
1: VV
RR
R
VUJT BB
BB
B
ECONDUZ 


21
1:
 VVV BBp 
21
11
BB
B
BB
B
RR
R
R
R


21
1
RR
R
PUT


 VVV CCPUTp   VVV CCPUTp 
TIRISTORES 
VII. CURVA CARACTERISTICA DO PUT 
 A curva característica é dada pela relação IAC x VAC e é 
dividida em três regiões, assim como o UJT: 
 Região de Corte, até Ip – PUT não esta conduzindo 
 Região de Resistência Negativa, entre Ip e Iv – o PUT conduz e 
tem o valor de resistência RAC reduzido. O aumento de corrente 
IAC é acompanhada pela redução da tensão entre o anodo e o 
catodo. 
 Região de Saturação, entre Iv e Imax - PUT conduz e tem o valor 
de resistência RAC constante, fazendo com o aumento de corrente 
IAC seja acompanhada pelo aumento da tensão VAC. 
 A curva caracteristica é traçada para um determinado valor de 
tensão de disparo Vp (VR1). 
TIRISTORES 
 A curva característica é traçada para um determinado valor de 
tensão do divisor VR1. Região de 
Bloqueio 
Região de 
Resistência 
negativa 
Região de 
Saturação 
TIRISTORES 
VIII. PARÂMETROS DO PUT 
 IG – corrente contínua do gate 
 IA (IT) – corrente direta de anodo 
 IF – pico de corrente direta. 
 VF - tensão do PUT durante a condução. 
 VGKF – Tensão direta do gate para o catodo. 
 Vp- Tensão de pico de disparo o PUT 
 Vv – Tensão de Vale ou tensão de bloqueio do PUT 
 Ip- Corrente mínima para efetuar o disparo após o tensão VAC 
atingir Vp. 
 Iv – Corrente de vale – é o valor máximo de corrente na região de 
resistência negativa 
 VGC ou Vs – tensão entregue pelo divisor de tensão. 
 RG – resistência vista pelo terminal do gate, ou seja, resistência 
equivalente do divisor com a fonte curto-circuitada (R1//R2) 
TIRISTORES 
IX. OSCILADOR DE RELAXAÇÃO COM O PUT 
 Assim como o UJT, o PUT é utilizado com frequência para 
construir osciladores de relaxação para efetuar o disparo de 
outros componentes (transistores e tiristores). 
 O circuito do Oscilador de Relaxação utilizando o PUT é visto 
na figura abaixo. 
 Observe que o circuito de carregamento do capacitor esta ligado 
no Anodo do PUT e VR3 é a saída do oscilador. 
 Para o PUT conduzir é necessário que a 
tensão do capacitor seja maior que a tensão 
de pico, então: 
Vcc
RP
P
V
entãoVV
C
PAC




22
27,0
:
TIRISTORES 
 O oscilador de relaxação com o PUT funcionada seguinte 
forma: 
 Inicialmente o capacitor C1 esta descarregado, e desta forma 
VAC<VGC, ou seja, PUT não conduz. 
 Quando o circuito é ligado, o capacitor começa a carregar, mas o 
PUT ainda continua bloqueado (cortado). 
 Após certo tempo, a tensão do capacitor atinge a tensão de 
condução do PUT: VC > Vp. Ao atingir, o PUT conduz e o capacitor 
descarrega por R3. 
 Quando VC atingir a tensão de Vale (Vv) do PUT, o componente 
volta a bloquear e reinicia outro ciclo de carregamento do capacitor 
Vcc
RP
P
VC 


22
27,0
TIRISTORES 
 Exemplo de dimensionamento dos componentes do 
circuito oscilador com o PUT: 
 Um Oscilador de Relaxação com o PUT foi projetado para acionar 
um SCR. Este oscilador possui os seguintes dados: 
 
 
 
 
 R2 e P2 – Este valores dependerão da relação do divisor de tensão 
(hput) e da resistência vista pelo gate (Rg): 
 
]51[4
2150
108,0
)(15,0
:60272
12
KHzkHzfAI
VVAI
KR
PUTVVAI
NUJTDados
VV
P
VV
GPUT
conduzindoFF
CC











22
2
RP
P
 



22
22
22 //;
RP
RP
RPRG
224 PR  
2
2
2
5
4
10
R
R
K  K
K
R 5,12
4
50
2
 KPKR 505,12 22
TIRISTORES 
 Vp – É dado pela seguinte fórmula: 
 
 Limites para R1 e P1 – Este limite é relacionado com a corrente de 
pico e de vale, pois o PUT deve ficar na região de resistência negativa. 
 Dimensionar a Resistência Máxima para garantir o disparo: Corrente 
minima(Ip): 
 
 Dimensionar a Resistência Mínima para garantir a interrupção: Corrente 
máxima(Iv): 
 
 Então o limite da resistência equivalente RA (R1+P1) deve ser: 


 Vcc
RP
P
VP
22
27,0
VVP 3,10128,07,0 



P
P
C
I
VVcc
PRR )( 11max



V
V
C
I
VVcc
RR 1min





KPR 0,425
104
3,1012
611





KR 7,66
10150
212
61
 kRk A 0,4257,66
TIRISTORES 
 Vp – É dado pela seguinte fórmula: 
 
 R3 – O cálculo de R3 depende é dado com a tensão de pico, a tensão 
de condução do PUT (IF) e a corrente de pico de condução do PUT. A 
escolha de R3 pode alterar o tempo de condução do PUT. O valor de 
R3 geralmente é baixo, menor que 100Ω: 
 
 Período T – O cálculo do período considera que o resistor R3 é baixo 
e assim o capacitor descarrega rapidamente. Desta maneira, o período é 
calculado apenas com o tempo de carregamento dado pela constante de 
tempo RC, sendo R=R1+P1: 


 Vcc
RP
P
VP
22
27,0
VVP 3,10128,07,0 
F
FP
I
VV
R

min3


 6,18
5,0
0,13,10
min3R









P
V
VVcc
VVcc
RCT ln
TIRISTORES 
 Como o período é entregue pela frequência, então a formula do perioo 
será necessária para calcular o capacitor C, a resistência equivalente R, o 
resistor R1 e o valor do potenciômetro P1: 
 
 
:ln então
VVcc
VVcc
RCT
P
V











(min)
(max)
(max)
(min)
1
1
f
T
f
T



















PCC
VCC
PRC
PCC
VCC
RC
VV
VV
RCT
VV
VV
RCT
ln
ln
)11max((max)
)1min((min)





kR
kRnFCCom
223,376
772,1105,11000
1
244,7515,1
9(max)


kkkP
PRRComo
979,300244,75223,3761
11(max) 




kR
nFCdoConsideran
244,75
772,1105,15000
1
:5,1
91
sT
sT
3
(max)
3
(min)
1000,1
1000
1
1020,0
5000
1




SCR – Retificador Controlador de Silício 
, 
SCR - RCS 
ÍNDICE 
 Introdução 
 Estrutura e Simbologia 
 Circuito Equivalente 
 Identificação dos Terminais 
 Polarização e Funcionamento 
 Curva Característica 
 Parâmetros Importantes 
 Cálculo de Polarização do SCR 
 Métodos de Disparo do SCR 
 SCR de Potência 
 Aplicações do SCR com Corrente Contínua 
 Aplicações do SCR com Corrente Alternada 
TIRISTORES 
I. SCR – RETIFICADOR CONTROLADOR DE SILÍCIO 
 O SCR foi fabricado pela primeira vez em 1957 e foi batizado 
de Thyratron Sólido (funcionamento semelhança com a válvula 
Thyratron). 
 O SCR é o componente mais popular da família de tiristores 
por conseguir controlar grandes potências, sendo deste 
modo bem aceito em aplicações industriais. 
 O SCR é um tiristor unidirecional, ou seja, o fluxo de 
corrente apenas flui em um sentido, similar ao diodo. 
TIRISTORES 
 Vantagens de utilizar um SCR em relação ao relé: 
 Inexistência de partes móveis: 
 Não há contatos para serem limpos, nem trocados quando há corrosão. Sem 
os contatos, não existe centelhamento; 
 Não possui mola para ser tocada 
 O tiristor tem vida útil maior do que o relé; 
 O tiristor tem chaveamento mais rápido do que o relé. 
 Desvantagens de utilizar um SCR em relação ao relé: 
 O tiristor não é uma chave ideal. Possui queda de tensão (VTM) 
entre 0,7V e 2V. 
 Cada tiristor representa apenas um contato, enquanto em um relé 
pode haver mais de um. 
TIRISTORES 
II. ESTRUTURA E SIMBOLOGIA 
 O SCR é composto por 4 camadas semicondutoras e possui 
três terminais: anodo, catodo e o gate. 
 O SCR é um tiristor unidirecional e por conta da 
proximidade do gate com o catodo, seu símbolo é similar 
a de um diodo, mas com um terminal de disparo (gate) 
próximo do catodo. 
TIRISTORES 
III. CIRCUITO EQUIVALENTE DO SCR 
 Assim como para o PUT, o SCR também possui dois circuitos 
equivalentes (didáticos) que facilitam a análise do seu 
funcionamento: um com diodos e outro com transistores. 
 O circuito equivalente do SCR difere do PUT apenas no 
posicionamento do gate. 
 
TIRISTORES 
IV. IDENTIFICAÇÃO DOS TERMINAIS 
 Assim com para o PUT, deve-se analisar a os valores de 
resistência (Tabela) entre os terminais SCR utilizando um 
multímetro em escala intermediária. 
 A partir desta análise, será identificado apenas uma resistência 
baixa na junção gate-catodo, quando esta é polarizada diretamente 
(ponteira positiva(+) no gate(G) e negativa(-) no Catodo (C)). 
 Caso encontre duas resistência baixas (G-C e A-C), deve-se conectar 
o terminal aberto a um dos terminais medidos para encontrar a 
resistência mais baixa RG-C., evitando o disparo por ruído. 
 
TIRISTORES 
 Ainda com relação a identificação dos terminais: 
 Alguns SCR’s possuem um resistor internamente entre o Gate e o 
Catodo (RGC) para evitar o disparo aleatório causado por ruído 
(interferência). 
 Quando existe um resistor entre o Gate e o Catodo, existirá um 
valor de resistência baixa entre esses terminais independente da 
polarização das ponteiras do multímetro. 
 
TIRISTORES 
V. POLARIZAÇÃO E FUNCIONAMENTO DO SCR 
 A análise do comportamento do SCR será feita baseada em 
três diferentes polarizações: 
 Polarização direta anodo-catodo e gate aberto; 
 Polarização reversa anodo-catodo e gate aberto; 
 Polarização direta anodo-catodo e polarização direta gate-catodo. 
 Para facilitar o entendimento do funcionamento do SCR, 
utiliza-se o circuito equivalente a transistor. 
 
TIRISTORES 
5.a) Polarização direta anodo-catodo e gate aberto: 
 Com o gate aberto(sem conexão) e aumentando o valor de 
Vcc, o SCR poderá entrar em condução caso o valor de 
tensão Vcc ultrapassar a Tensão de Breakover (VBO=VDRM). 
 A condução ocorre porque a corrente de fuga do SCR, que age 
como corrente de base e de coletor de T1, aumenta.O aumento da 
corrente de coletor de T1 faz o transistor T2 conduza, como se 
houvesse um disparo no gate. Com T2 conduzindo, ocorre o 
aumento da corrente da base de T1, que aumenta a corrente do 
coletor de T1 e realimenta positivamente a base de T2 
(realimentação-positiva ou feed-back regenerativo), fazendo com que 
o SCR permaneça conduzindo. 
 
TIRISTORES 
5.b) Polarização reversa anodo-catodo e gate aberto: 
 Com o gate aberto e a fonte Vcc invertida, o SCR não entrará 
em condução, mesmo com a corrente de fuga entre o Anodo e 
o Catodo. 
 Neste caso, quando a tensão Vcc atingir o limite da tensão reversa do 
componente, o SCR poderá ser danificado permanentemente. O 
limite de tensão reversa do SCR é chamada de Tensão de 
Breakdown (VBR=VRRM). Deve-se ficar atento a este parâmetro 
quando o SCR for utilizado em aplicações com corrente alternada. 
 
TIRISTORES 
5.c) Polarizações diretas: anodo-catodo e gate-catodo 
 Com a tensão Vcc com valor abaixo da tensão de Breakover, e 
um circuito básico de acionamento (Rg e Vg) conectado no 
gate como mostra a figura abaixo, o SCR só conduzirá quando 
o valor de corrente IB2 (IRG+Ifuga) for suficiente para 
polarizar o transistor T2. 
 Quando o SCR conduz, ele apresenta uma queda de tensão 
entre anodo-catodo entre 0,7V e 2V. 
 
 
TIRISTORES 
 Após iniciar a condução, o sinal do Gate (IRG) poderá ser 
retirado e o SCR continuará em condução caso sua corrente 
anódica seja suficiente (SCR engatou). 
 Para que o SCR continue conduzindo após a retirada do sinal 
gate, a corrente anódica (IA) deverá ser maior que a corrente 
de retenção ou engatamento (IL – Latching Current) 
especificada pelo fabricante. 
 Se a corrente anódica for menor que a corrente de retenção 
(IA<IL), o SCR pode conduzir mas não engatar. Nesta situação 
a corrente anódica deve ser maior que a corrente mínima de 
disparo, a corrente de manutenção (IH<IA<IL). 
 
TIRISTORES 
VI. CURVA CARACTERÍSTICA E PARÂMENTROS 
 A curva característica do SCR (VAK x IA) pode ser dividida 
em três distintas: 
 1 – Polarização reversa anodo-catodo e gate aberto (VM); 
 2 – Polarização direta anodo-catodo e gate aberto (VD+AM); 
 3 – Polarização direta anodo-catodo com disparo do gate(VD+AZ); 
 
 Os parâmetros do SCR que também que podem ser vistos na 
curva caracteristica são: 
 VDRM ou VBO – Tensão de ruptura direta máxima de VAK (tensão 
de Breakover). 
 VRRM ou VBR– Tensão de ruptura reversa máxima de VAK (tensão 
de Breakdown). 
 VTO ou VF - tensão de anodo-catodo, para iniciar a condução. 
 VTM - tensão de anodo-catodo máxima em condução (0,7V e 2V). 
 IL – Corrente anódica de retenção (disparo) mínima para que o SCR 
continue funcionando sem a presença do sinal do gate. 
 IH – Corrente anódica de manutenção (sustentação) – limiar entre 
o corte e a condução do SCR. Geralmente IH=IL/2; 
 
 
 
TIRISTORES 
TIRISTORES 
 IAmax – Corrente anódica máxima. 
 IT(AV) – é a máxima corrente média no anodo; 
 ITrms – é a máxima corrente repetitiva eficaz no anodo; 
 VGT – tensão de disparo do gate (aproximadamente: 0,7V) 
 IGT – corrente de disparo do gate (Min e Max) 
 Quanto maior o valor de corrente IGT, menor será a tensão VAK para 
realizar o disparo. 
 
 
 21
21
AKAK
GTGT
VV
II


TIRISTORES 
VII. DIMENSINAMENTO DO CIRCUITO COM SCR 
 O dimensionamento do circuito com SCR baseia-se no calculo 
resistores para limita as duas correntes: a corrente de gate 
(IGT) e a corrente anódica (IA). 
 Assim, cada malha (potência e disparo) do circuito contendo 
SCR deve ser analisada cuidadosamente para que ele funcione 
de forma correta. 
TIRISTORES 
7.a) Malha de disparo 
 Para ocorrer o disparo, corrente do gate (IGT) deve ser 
suficiente para polarizar o gate do SCR. 
 Então deve-se dimensionar a resistência do gate (RG) para que 
a corrente de gate fique entre IGTmax e IGTmín (dados do 
fabricante), então RG ficará dentro da faixa: 
 
 
 
 Deve-se escolher IGT entre IGTmax e IGTmín. 
 VGT é aproximadamente 0,7V (tensão da junção). 
IGT GT
GT
RG
RG
G
I
VVcc
I
V
R


MAXGTGTMINGT III __ 
TIRISTORES 
IA 
7.b) Malha de Potência 
 O dimensionamento desta malha limita a corrente anódica 
para fazer o SCR conduzir e reter ou apenas conduzir sem 
engatar. Então, para: 
 Conduzir e reter: a corrente IA deve ser limitada para que esteja 
entre: IL e IAmax (IL<IA<IAmax). 
 Conduzir e não reter: a corrente IA deve ser limitada para esteja 
dentro do intervalo: IH e IL (IH<IA<IL) 
 Assim, o cálculo da resistência de carga é dado por: 
 
 
 VTM: é a queda de tensão do SCR quando esta conduzindo; 
)(escolhidaA
TM
RL
RL
RL
I
VVcc
I
V
R


TIRISTORES 
7.c) Exemplo de Dimensionamento: 
 Conhecendo os parâmetros do SCR, pretende-se conhecer a 
faixa de valores do resistor de gate e também as faixas da 
resistência de carga para que o SCR conduz-retenha e 
conduza-sem-reter. 
 Dados: 
 
 
 Cálculo de RG: 
IGT 
IA 
VVVV
mAIVV
mAIAI
mAIAI
GTCC
HGT
LMAXGT
MAXAMINGT
5,110
47,0
8200
50030
_
)(_






GT
GT
G
I
VVcc
R


 kRk G 0,3105,46





kR MING 5,46
10200
7,010
6





kR MAXG 0,310
1030
7,010
6
TIRISTORES 
 Cálculo do limite de carga RL para conduzir e reter: 
 
 
 
 Cálculo do limite de carga RL para conduzir e não reter: 
 
 
 
 Fazer o mesmo para o TIC 126 
 5,106217 LR
A
TM
RL
I
VVcc
R

 




17
10500
5,110
3MINRL
R 




5,1062
108
5,110
3MAXRL
R
 0,21255,1062 LR
A
TM
RL
I
VVcc
R

 




5,1062
108
5,110
3MINRL
R 




0,2125
104
5,110
3MAXRL
R
TIRISTORES 
VIII. Calculo do Valor de Corrente RMS e Média (avg) 
 A corrente do SCR é limitada pela temperatura máxima das 
junções (Tj). A maior contribuinte para essa temperatura é a 
corrente repetitiva RMS no estado ligado: ITrms. 
 A corrente Itrms é a corrente nominal do dispositivo. 
Entretanto, a corrente média (ITavg - Valor DC) é mais 
importante, pois é o valor que é fornecido para a carga, e é 
o máximo suportado pelo SCR no estado ligado. 
 Em um circuito DC puro, o valor corrente média é igual à 
RMS. Mas, geralmente o valor ITavg é menor que o RMS. 
TIRISTORES 
 Determinar o valor de corrente RMS de uma forma de onda 
não é simples, mas é possível aproximá-lo proporcionando um 
fator de segurança pequeno. 
 O valor RMS é dado por: 
 
 O valor médio é dado por: 
 
 A relação entre o valor RMS e o Valor médio é conhecida 
como fator de forma, e é dada por: 
 
 
T
tI
I onRMS


2
max
T
tI
I onDCAVG

 max)(
)(DCAVG
RMS
o
I
I
F 
TIRISTORES 
 Na tabela abaixo, o fator de forma da função seno é dado 
em função do ângulo de condução (teta – Q). O ângulo de 
condução é o tempo que o SCR permanece no estado ligado. 
Ângulo de 
Condução 
Fator de Forma 
20° 5,0 
40° 3,5 
60° 2,7 
80° 2,3 
100° 2,0 
120° 1,8 
140° 1,6 
160° 1,4 
180° 1,3 
TIRISTORES 
 Exemplo: Determinar o fator de forma da onda abaixo e 
achar o valor aproximado do ângulo de condução usando a 
tabela: 
 
 
 
 
 
 O ângulo de condução é aproximadamente: 
Ângulo de 
Condução 
Fator de Forma 
20° 5,0 
40° 3,560° 2,7 
80° 2,3 
100° 2,0 
120° 1,8 
140° 1,6 
160° 1,4 
180° 1,3 
T
tI
I onRMS


2
max
T
tI
I onDCAVG

 max)(
7,1
3,3
8,5
oF
AIRMS 8,5
6
2102



AI DCAVG 3,3
6
210
)( 


)(DCAVG
RMS
o
I
I
F 
 7,1oF
 140120 
TIRISTORES 
IX. DISPAROS DO SCR 
 O SCR pode ser acionado de forma intencional ou não. Para 
evitar os disparo indesejável, é necessário utilizar circuitos de 
proteção. 
 O SCR pode ser disparado das seguintes maneiras: 
 Disparo por pulso no gate (desejável): ocorre quando a 
corrente do gate IGT é suficiente fazer o SCR entrar em condução. 
 # Observação: o SCR só reterá o disparo quando a corrente anódica 
(IA) for maior que a corrente de retenção (IL). 
 Disparo por tensão de Breakover (VBO): ocorre quando a 
tensão anodo-catodo é alta suficiente para provocar o disparo do 
SCR sem que o exista o pulso de disparo no gate. 
TIRISTORES 
 Disparo por ruído: ocorre quando o SRC é disparado por um sinal 
externo, indesejável e imprevisível denominado ruído (interferência). 
Geralmente ocorre em SCRs mais sensíveis (TIC 106). 
 Para evitá-lo, conecta-se o gate e o catodo com um resistor para 
desviar parte do ruído. Os SCRs TIC116 e TIC126 já possuem 
internamente este resistor. 
 Disparo por temperatura: com o aumento da temperatura, a 
corrente de fuga aumenta, a tensão de VBO e a corrente de 
manutenção IH reduzem. Isto facilita o disparo não intencional do 
SCR. 
 Para evitar, utiliza-se dissipadores conectado ao SCR e sistema de 
resfriamento forçado. 
 
TIRISTORES 
 Disparo por alta frequência (efeito dV/dt): ocorre quando a 
frequência da tensão da malha de potência é suficientemente alta 
para fazer o disparo do SRC. 
 Este disparo indesejado é proporcionado pela característica da 
capacitiva da junção PN polarizada reversamente. Como o 
capacitor se comporta como um curto circuito para frequências 
mais altas, uma pequena corrente é injetada no gate do SCR fazendo 
com que o mesmo entre em condução. 
 Para evitá-lo coloca-se um circuito amortecedor em paralelo com o 
SCR conhecido como SNUBBER . 
 
 
max
dtdi
V
R DRMS 
 
max
dtdvR
V
C
L
DRM
S 
TIRISTORES 
 Disparo pela luz: a incidência de luz diretamente nas junções do 
SCR pode fazer surgir elétrons livre e, assim, dispará-lo com a luz. 
Estes componentes são chamados de LASCR (SCR ativados com 
Luz). 
 
TIRISTORES 
X. CALCULO DAS PERDAS DO SCR 
 Durante o ciclo de chaveamento o SCR apresenta as senhiges 
perdas de potência: 
 Perda por Condução (Estado Ligado), é dada pela perda causa da 
pela corrente principal e pelo acionamento da porta: 
 
 
 
 Perda por Não Condução (Estado Desligado), que é dada por: 
 
 
 
T
t
IVP onRMSTTMON  )(
T
t
IVP
off
RRMRRMOFF 
T
t
IVP onGGTgate 
TIRISTORES 
 Perda por Chaveamento, é dada pela perda causa da pela 
transição de estados 
 Energia de ligar (Ws): energia dissipada para sair do estado desligado 
para o ligado: 
 
 
 Energia de desligar (Wd): energia dissipada para sair do estado 
desligado para o ligado: 
 
 
 Perda por transição de chaveamento: 
 
 
 
td
IV
W
RMSTRRM
OffOn 


6
)(
s
RMSTRRM
OnOff t
IV
W 


6
)(
  frequênciaWWP OffOnOnOffoChaveament  
TIRISTORES 
XI. CLASSIFICAÇÃO DO SCR DE ACORDO COM A 
FREQUÊNCIA E VELOCIDADE DE CHAVEAMENTO 
 Quando se refere a valores nominais de frequência e 
velocidade de chaveamento, os SCR pode se classificados 
como: 
 SCR de chaveamento Lento ou controle de fase: que levam 
bastante tempo para passar para o estado desligado e assim deve 
utilizar frequências baixas; 
 SCR de chaveamento Rápido ou Inversor: que devem ser 
usados com altas frequências de operação, com pequeno tempo de 
desligamento. 
 
TIRISTORES 
 SCRs com frequência de chaveamento mais alta, a dissipação 
de potência aumenta, pois a potência de chaveamento se torna 
um fator significativo. 
 Desta forma a frequência de chaveamento deve se limitada à: 
 
OffOnOnOff
OFFON
LIMITE
WW
PP
f
 


TIRISTORES 
 Exemplo: Determine as perdas totais de potência para um 
chaveamento de 100Hz se o SCR controlar uma carga de 
25KW, com ciclo de trabalho igual a 50% 
 Potência no estado Ligado: 
 
 
 Período e Potência no estado desligado: 
 
 
 
 
stst
VVmAI
VVAI
mAIVV
CircuitodoDados
DS
GTGT
TMRMST
FUGARRM
 255
7,040
5,150
5500
:
)(




T
t
IVP onRMSTTMON  )(
T
t
IVP onGGTgate 
WPON 5,375,0505,1 
mWPgate 4,15,01047,0
3  
T
t
IVP
off
RRMRRMOFF  WPOFF 25,15,0105500 3  
onoff tTt 
f
T
1
 msousT 1001,0
100
1

TdtON 
msmstON 5105,0 
mstoff 5510 
TIRISTORES 
 Perdas por chaveamento: 
 
 
 
 
 Frequência de chaveamento limite: 
 
 
 
stst
VVmAI
VVAI
mAIVV
CircuitodoDados
DS
GTGT
TMRMST
FUGARRM
 255
7,040
5,150
5500
:
)(




td
IV
W
RMSTRRM
OffOn 


6
)(
s
RMSTRRM
OnOff t
IV
W 


6
)(
JW OffOn 104,01025
6
50500 6 

 
JW OnOff 021,0105
6
50500 6 

 
  WP oChaveament 5,12100104,0021,0 
OffOnOnOff
OFFON
LIMITE
WW
PP
f
 


HzfLIMITE 310
125,0
25,15,37



TIRISTORES 
XI. SCR EM SÉRIE E EM PARALELO 
 Quando se deseja maximizar o valor de corrente nominal 
direta (IT) ou a tensão de bloqueio direto (VBO - breakover) 
pode-se ligar respectivamente o SCR em paralelo ou em série, 
e em alguns casos de alta corrente e alta tensão pode-se 
combinar SCR em série-paralelo. 
 SCR em Série: 
 A ligação de SCR em série é necessária quando pretende-se 
aumentar a tensão de bloqueio direto (VBO). 
TIRISTORES 
 Neste tipo de ligação, a mesma corrente de de fuga (Ifuga) flui 
por meio de ambos. Entretanto, a tensão em SCR1 (V1) é maior do 
que em SCR2 (V2) (Gráfico). Assim, eles não dividem igualmente a 
tensão de alimentação e apenas poderão fazer o bloqueio direto de 
V1+V2 e não de 2VBO (Gráfico). 
 Para equilibrar a distribuição das tensões, coloca-se resistores em 
paralelo com o SCR. Esses resistores podem ser iguais e 
dimensionados com a seguinte fórmula: 
 
 
L
SOMAMAIOR
I
VV
R



2
TIRISTORES 
 A distribuição desigual de tensão também pode ocorrer durante a 
transição do estado ligado para desligado, pois um SCR pode desligar 
antes do outro e este terá em seu terminal toda tensão da fonte. 
 A colocação de capacitores em paralelo são eficazes na equalização 
de tensões durante o chaveamento. Um circuito snubber pode ser 
útil para esta equalização. 
 Capacitor: evita que a tensão mude instantaneamente; 
 Resistor: limita a corrente e a grande variação dela quando o capacitor 
descarrega; 
 Diodo: é utilizados para tensão elevadas e propicia a derivação da corrente 
para tensão direta. 
TIRISTORES 
 SCR em Série: 
 A ligação de SCR em paralelo é necessária quando pretende-se 
alimentar uma carga com corrente nominal superior a de um único 
SCR (IA>ITrms). 
 Quando os SCR em paralelo já estão ligados (conduzindo), o valor 
de tensão para ambos são iguais, mas, devido a características 
individuais, as correntes em cada SCR serão diferentes, tendo uma 
corrente nominal total igual I1+I2 e não 2xITrms.TIRISTORES 
 A diminuir a diferença entre as correntes dos dois SCRs, acrescenta-
se resistores em série com cada SCR, que podem ser dimensionados 
com a fórmula lógo abaixo. Desta forma, a diferença entre as 
correntes será no máximo de 20% da corrente total. 
 A equalização com resistores é ineficiente por conta da perda extra 
de potência nos resistores. Para balancear com maior eficiência, 
geralmente se utiliza um reator com terminal central. Com o reator, 
a maior corrente induzirá uma tensão proporcional ao 
desbalanceamento. 
T
TMTM
I
VV
R


 21
TIRISTORES 
XII. SCR DE GRANDE POTÊNCIA 
 SCR tipo parafuso ou rosca: 
 Possuem quatro terminais, sendo que possui dois catodos, um para o 
circuito de potência e outro para o circuito de disparo. 
 1)Anodo 
 2)Catodo(malha de potência) 
 3)Gate 
 4)Catodo (malha de disparo) 
TIRISTORES 
 SCR tipo disco: 
 Também possui quatro terminais, mas tem o formato de disco e 
permite a conexão de dois dissipadores, um de cada lado. 
 Um lado do disco é o anodo e o outro lado o catodo da malha de potência. 
 O gate e o catodo da malha de disparo estão localizados na lateral do disco 
TIRISTORES 
 SCR tipo Thyodul: 
 Este componente possui dois elementos de potência e, por este 
motivo, pode ser utilizador para otimizar a construção de 
conversores estáticos. 
 Algumas alternativas de Thyodul são: 
 2 SCRs com comutação normal; 
 2 SCRs com comutação rápida; 
 1 diodo e 1 SCRs com comutação normal; 
 1 diodo e 1 SCRs com comutação rápida; 
 2 diodos.