Generaciones de semiconductores


Extracto de la revista ABB 3/14, Christoph Holtmann

Al igual que hubo grandes barcos antes de Enrique el Navegante y motores de vapor antes de James Watt, la base de las aplicaciones de semiconductores actuales precede a los semiconductores que utilizan.

Tiristoresabb

En 1961, BBC presentó su primer tiristor 1.200v/100A.

Un semiconductor se llama así porque presenta un nivel intermedio de conductividad entre un conductor y un no conductor.

En electrónica de potencia se utilizan las propiedades de los semiconductores para crear dispositivos que pueden alterar entre estar “on”, es decir, conduciendo grandes cantidades de electricidad con una tensión de estado de encendido pequeña. El tiempo de transición entre los dos estados debe ser lo más breve posible.

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La locomotora Re 4/4 (1964) de BLS (Suiza) utiliza diodos de BBC.

El diodo es el dispositivo semiconductor de potencia más sencillo. Simplemente conduce corriente en una dirección y bloquea en otra. Por ello es adecuado para rectificar corriente (conversión de Corriente Alterna a Corriente Contínua).

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La locomotora Rc (1967) de SJ (Suecia) utiliza tiristores de ASEA.

El tiristor. Se precisaba un dispositivo que pudiera ser encendido en un momento arbitrario. Un tiristor tiene dos contactos principales, como un diodo (ánodo y cátodo), pero además un contacto auxiliar (la puerta). Una corriente aplicada en la puerta hace que el tiristor empiece a conducir. Una vez que ha comenzado la conducción, se puede eliminar la corriente, y la conducción no se interrumpe hasta que la corriente principal no cae por debajo de un valor umbral. No se puede provocar el apagado arbitrario.

Una primera aplicación de tracción conseguida con diodos fue la locomotora de tipo Re4/4 (4.980 kW) fabricada por la compañía de ferrocarriles BLS (Suiza) a partir de 1964.  Tan rápido fue el avance que en 1967 ASEA comenzó a fabricar una locomotora controlada por tiristores, la del tipo Rc de 3.600kW para SJ (Ferrocarriles Suecos)

tiristorpotencia

Evolución de la potencia de conmutación.

Desde 1960 hasta 1980, las tensiones de bloqueo y las potencias que se podían manejar en cada dispositivo creció de forma lineal. En 1976, BBC se convirtió en el primer fabricante de dopado por transferencia de neutrones (en 1969, BBC adquirió Secheron).

El GTO es similar a un tiristor pero puede apagarse utilizando una corriente negativa en la puerta. Los GTO se hicieron especialmente populares en la aplicaciones accionadas por motor. BBC presentó su primer GTO en 1980, sin embargo fue un acuerdo con Toshiba en 1985 lo que finalmente permitió a la compañía engancharse al carro.

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No dejo de aprender día a día.
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