Histerese

Tiristores são uma classe de componentes semicondutores que exibem histerese, propriedade pela qual um sistema falha em retornar ao seu estado original após a remoção de alguma causa de mudança de estado. Um exemplo muito simples de histerese é a ação mecânica de uma chave seletora:quando a alavanca é empurrada, ela vira para um dos dois estados extremos (posições) e permanecerá lá mesmo depois que a fonte de movimento for removida (depois de remover sua mão da alavanca do interruptor). Para ilustrar a ausência de histerese, considere a ação de um interruptor de botão "momentâneo", que retorna ao seu estado original depois que o botão não é mais pressionado:quando o estímulo é removido (sua mão), o sistema (interruptor) imediatamente e totalmente retorna ao seu estado anterior sem nenhum comportamento de “travamento”.

Os transistores bipolares, de efeito de campo de junção e de efeito de campo de porta isolada são todos dispositivos não histéricos. Ou seja, eles não “travam” inerentemente em um estado após serem estimulados por um sinal de tensão ou corrente. Para qualquer sinal de entrada em qualquer momento, um transistor exibirá uma resposta de saída previsível conforme definido por sua curva característica. Tiristores, por outro lado, são dispositivos semicondutores que tendem a ficar “ligados” quando ligados e tendem a ficar “desligados” quando desligados. Um evento momentâneo é capaz de transformar esses dispositivos em seus estados ligado ou desligado, onde permanecerão assim por conta própria, mesmo após a causa da mudança de estado ter sido eliminada. Como tal, eles são úteis apenas como dispositivos de comutação liga / desliga - bem como uma chave seletora - e não podem ser usados ​​como amplificadores de sinal analógico.

Os tiristores são construídos com a mesma tecnologia dos transistores de junção bipolar e, na verdade, podem ser analisados ​​como circuitos compostos por pares de transistores. Como, então, pode um dispositivo histérico (um tiristor) ser feito de dispositivos não histéricos (transistores)? A resposta a esta pergunta é um feedback positivo, também conhecido como feedback regenerativo. Como você deve se lembrar, o feedback é a condição em que uma porcentagem do sinal de saída é "realimentada" para a entrada de um dispositivo de amplificação. O feedback negativo ou degenerativo resulta em uma diminuição do ganho de tensão com aumentos na estabilidade, linearidade e largura de banda. O feedback positivo, por outro lado, resulta em um tipo de instabilidade em que a saída do amplificador tende a "saturar". No caso dos tiristores, essa tendência de saturação equivale ao dispositivo “querer” ficar ligado depois de ligado e desligado quando desligado.

Neste capítulo, exploraremos vários tipos diferentes de tiristores, muitos dos quais derivam de um único circuito de núcleo básico de dois transistores. Antes de fazermos isso, porém, seria benéfico estudar o antecessor tecnológico dos tiristores:tubos de descarga de gás.

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