Un tiristor es un semiconductor de potencia que permanece conduciendo tras recibir un disparo hasta que la corriente cae por debajo de su valor de mantenimiento.
Hasta ahora, para encender y apagar cargas usábamos transistores (BJT o MOSFET). Son muy habituales en corriente continua.
Para controlar corriente alterna resulta cómodo usar dispositivos bidireccionales como el TRIAC. La familia de los tiristores actúa como un cerrojo electrónico.
Comparativa transistores vs tiristores
| Característica | Transistor (BJT/MOSFET) | Tiristor (SCR/TRIAC) |
|---|---|---|
| Corriente | Continua (DC) | Alterna (AC) o DC pulsante |
| Control | Lineal (Amplificador) o ON/OFF | Solo ON/OFF (Latching) |
| Apagado | Al quitar señal de control | Al cortar corriente principal (Cruce por cero) |
| Uso principal | Electrónica digital, fuentes | Dimmers, Motores AC, Hornos |
El SCR (rectificador controlado de silicio)
El SCR (Silicon Controlled Rectifier) es el abuelo de la familia. Imagina un Diodo normal (que solo deja pasar corriente en un sentido) pero que tiene una tercera pata llamada Puerta (Gate).
Funcionamiento: el cerrojo (latching)
El SCR tiene una personalidad muy particular:
Estado Apagado: Aunque haya voltaje positivo en el Ánodo, no conduce. Es un circuito abierto.
El Disparo: Si aplicamos un pequeño pulso de corriente en la Puerta (Gate), el SCR se “dispara” y empieza a conducir a plena potencia.
La Memoria (Latch): Una vez encendido, puedes quitar la corriente de la Puerta. El SCR se queda encendido de forma indefinida (se ha “enclavado”).
¿Cómo se apaga?
A diferencia de un transistor, no puedes apagar un SCR desde la Puerta. Da igual que pongas la puerta a 0V, él sigue conduciendo.
La única forma de apagarlo es cortar la corriente principal (Ánodo-Cátodo) o reducirla por debajo de un mínimo (
Uso típico: rectificación controlada, controles de potencia y protecciones contra sobretensión tipo crowbar.
El TRIAC (triodo para corriente alterna)
El SCR es unidireccional (como un diodo), así que solo aprovecha la mitad de la onda AC. Para controlar luces y motores de corriente alterna, necesitamos algo que conduzca en ambos sentidos.
Si ponemos dos SCRs en antiparalelo (uno mirando a cada lado) y unimos sus puertas, nace el TRIAC.
Características del TRIAC
- Terminales: MT1 (Main Terminal 1), MT2 y Gate. (No hay ánodo ni cátodo porque la corriente va en ambos sentidos).
- Bidireccional: Puede conducir corriente tanto si la onda AC es positiva como si es negativa.
- Control: Se dispara aplicando un pulso en la Gate (referenciado a MT1).
- Apagado: Al igual que el SCR, se queda encendido hasta que la corriente principal desaparece.
¿Y cuándo desaparece la corriente en un enchufe de casa? En el Cruce por Cero (Zero Crossing). Como la onda senoidal pasa por 0V cada 10ms (en 50Hz), el TRIAC se apaga solo 100 veces por segundo. Si queremos que siga encendido, tenemos que volver a dispararlo en cada semiciclo.
Control de fase (el dimmer)
Esta propiedad de apagarse cuando la corriente cae por debajo de la corriente de mantenimiento y activarse mediante la compuerta es la base de muchos dimmers y controles de velocidad para motores universales.
No bajamos el voltaje con una resistencia (se quemaría). Lo que hacemos es cortar trozos de la onda senoidal.
Cruce por Cero: La onda pasa por 0V. El TRIAC se apaga. La bombilla está apagada.
Espera (Delay): El circuito de control espera un tiempo (ej. 5 milisegundos).
Disparo: Mandamos un pulso a la Gate. El TRIAC se enciende instantáneamente.
Conducción: La bombilla recibe electricidad el resto del ciclo hasta llegar al siguiente cero.
- Si disparamos pronto, pasa casi toda la onda → Luz al 100%.
- Si disparamos tarde, pasa solo un piquito final → Luz al 10%.
El peligro del dV/dt y la red snubber
Los TRIACs son robustos, pero odian las sorpresas. Si el voltaje sube demasiado rápido (un pico de tensión en la red), el TRIAC puede “asustarse” y dispararse solo sin que nadie toque la Gate. Esto es peligroso si controla una sierra mecánica.
Cuando la carga y la inmunidad
- Una Resistencia en serie con un Condensador.
- Esta red absorbe los picos rápidos y protege al componente.
¡NUNCA conectes la Gate de un TRIAC directamente a un pin de microcontrolador! Si el TRIAC falla internamente, los 220V entrarán por el pin, freirán la placa, pasarán al USB y pueden destruir tu PC.
Usamos un Opto-Triac (como el MOC3021 o MOC3041). Es un optoacoplador (visto en el Módulo 3) que tiene un LED a la entrada y un pequeño TRIAC a la salida.
- Arduino enciende el LED interno.
- La luz dispara el pequeño TRIAC.
- El pequeño TRIAC dispara al TRIAC gordo de potencia (BTA16, BT137, etc).
Así mantenemos separadas la lógica y la red dentro de los límites de aislamiento del componente y de la placa.
