EP
ELECTRÓNICA DE POTENCIA / LABORATORIO INTERACTIVOUniversidade de Vigo

Laboratorio de semiconductores de potencia

Semiconductores
de potencia

Del interruptor ideal a la elección del dispositivo. Cambia una condición, observa qué ocurre y explica por qué.

Modelos interactivosInvestigaciones guiadasAutoevaluación razonada

01 / EXPLORA Y COMPRENDE

Convertir energía, controlar el flujo

La idea central no es amplificar una señal pequeña, sino procesar energía con pocas pérdidas.

¿Qué vas a aprender?

COMPORTAMIENTO

Distinguir bloqueo, conducción y conmutación. Separar el modelo ideal de las limitaciones reales.

CONTROL

Reconocer quién decide el encendido y el apagado, y qué necesita el circuito de mando.

ELECCIÓN

Relacionar la aplicación con las pérdidas, la frecuencia, las tensiones, las corrientes y la temperatura.

Cómo utilizarlo. Recorre las secciones en orden o entra directamente en un laboratorio. Los parámetros son didácticos: no representan un componente comercial ni sustituyen su hoja de datos.

Una misma energía, distintas formas

La electrónica de potencia combina semiconductores y control para convertir energía eléctrica eficientemente y actuar sobre magnitudes como tensión, corriente o frecuencia.

CA
Entrada
CC
Salida

Las pequeñas ondas representan el tipo de energía, no la forma de onda exacta de un convertidor. Una salida CC puede contener rizado.

Potencia y control no son el mismo camino

Selecciona un bloque para descubrir su función. Las flechas horizontales representan el camino principal de la energía; las otras, señales de medida y mando.

↑ Disparo
↓ Medidas internas
Medidas de entrada
→ Prealimentación
Medidas de salida
← Realimentación
Potencia de entrada
Pin
=
Potencia útil
Pout
+
Pérdidas
Ppérd
η = Pout / Pin = Pout / (Pout + Ppérd)

Balance de potencias medias en régimen permanente, sin variación neta de la energía almacenada. La alimentación auxiliar del control se incluye si queda dentro del sistema analizado.

La pregunta que clasifica a los dispositivos

SIN MANDO DE PUERTA

Diodo

El circuito externo determina cuándo conduce y cuándo deja de conducir.

ENCENDIDO CONTROLADO

SCR convencional

La puerta inicia la conducción; retirarla no ordena el apagado de un SCR ya enclavado.

ENCENDIDO Y APAGADO

Transistores y GTO

El mando puede iniciar y terminar la conducción, con mecanismos y limitaciones diferentes.

En todos los casos deben respetarse las condiciones del circuito y los límites del dispositivo. Tener control de apagado no permite interrumpir arbitrariamente la corriente de una inductancia sin un camino adecuado.

Lecturas técnicas y notas de uso

Las simulaciones son modelos educativos propios. Las siguientes fuentes primarias respaldan las precisiones sobre puerta, enclavamiento, mantenimiento, parámetros y carga capacitiva. Los enlaces requieren conexión; el laboratorio no.

[1] Texas Instruments. Fundamentals of MOSFET and IGBT Gate Driver Circuits, SLUA618A. Transferencia de carga, excitación y energía consumida por el driver.

[2] STMicroelectronics. AN302: Thyristors and TRIACs — holding current. Significado de la corriente de mantenimiento.

[3] STMicroelectronics. AN303: Thyristors and TRIACs — latching current. Enclavamiento y duración de la señal de puerta.

[4] Infineon Technologies. What is a MOSFET? Parámetros, resistencia en conducción, carga de puerta, SOA y lectura de especificaciones.

[5] Wolfspeed. Hoja de datos C3D02060E, revisión 11, noviembre de 2024. Ejemplo de Schottky de SiC sin recuperación minoritaria, pero con carga y energía capacitivas. Sus datos no son los parámetros de las simulaciones.

[6] Texas Instruments. Using MOSFET Transient Thermal Impedance Curves In Your Design. SLUAAT8: uso de impedancias térmicas transitorias y distinción entre valores normalizados y K/W.

[7] STMicroelectronics. How to select the right thyristor (SCR) for your application. AN4608, apartado 3.3: recuperación del bloqueo directo y condiciones del tiempo tq.

No se proporcionan valores máximos de mercado como si fueran límites universales de las familias.

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