Circuitos com Chaves Unilaterais SUS (ART2326)

As chaves de silício unilaterais (SUS) são circuitos integrados monolíticos que possuem características semelhantes aos tiristores, permitindo o desenvolvimento de diversos projetos de comutação. Apresentamos neste artigo as chaves unilaterais de silício 2N4987 e 2N4990 com alguns aplicativos interessantes.

As chaves unilaterais de silício, abreviadamente SUS (Silicon Unilateral Switch), são dispositivos semelhantes a diodos ideais de 4 camadas, com circuito equivalente e símbolos mostrados na figura 1.

Figura 1 – Circuito equivalente e símbolo

Este componente é projetado para comutar com uma tensão de 8 V e um coeficiente de temperatura de apenas 0,02%/°C. Um terminal de comporta (gate) é previsto para compensações externas e também para fixar tensões de disparo mais baixas, além de se obter formas de onda livres de transientes.

O 2N4987 e 2N4990 são SUS fabricados pela GE, além de outros, com o invólucro mostrado na figura 2.

Figura 2 - Invólucro

Suas principais características são:

Dissipação máxima de potência: 300 mW

Tensão inversa de pico máxima: -30 V

Corrente DC direta máxima: 175 mA

Corrente DC de gate máxima: 5mA

Características elétricas (25°C): ver tabela 1

 

Na figura 3 damos um gráfico com as características estáticas do SUS.

Figura 3 – Características estáticas

Algumas curvas para os tipos citados são dadas na figura 4.

Figura 4 – Algumas curvas

CIRCUITOS PRÁTICOS

Divisor binário: diversos SUS podem ser usados para fazer uma cadeia de flip-flops que formam o divisor binário da figura 5.

Figura 5 – Divisor binário

Na saída B de cada circuito temos um sinal livre de transientes.

Controle de velocidade para motores: o circuito apresentado utiliza um 2N4990 para determinar o ponto de disparo do SCR em cada semiciclo da tensão de alimentação alternante.

SCR pode ser de qualquer tipo para uso geral com corrente de 3 a 6 A e disparo na faixa de 200 µA a 1mA, como os da série TIC106, C106 ou equivalentes. (figura 6)

Figura 6 – Controle para motores

Gerador de pulsos: o circuito da figura 7 permite que se obtenha um pulso muito agudo a partir de uma transição lenta de tensão. Utiliza-se para a obtenção do pulso a energia armazenada num capacitor. Veja que podemos tanto produzir pulsos positivos como negativos, dependendo da configuração.

Figura 7 – Gerador de pulsos

Contador em anel para lâmpadas incandescentes: temos finalmente um circuito de contador que ativa lâmpadas incandescentes de baixa potência com alimentação em torno de 7 V (figura 8). Os transistores citados são equivalentes, mas podem ser usados equivalentes como os BC548.

Figura 8 – Contador em anel