Dioda este simplă dispozitiv semiconductor care include două straturi, două terminale și o singură joncțiune. Joncțiunea diodelor normale se poate forma prin semiconductori precum tipul p și tipul n. Terminalul de tip p este cunoscut sub numele de anod, în timp ce terminalul de tip n este cunoscut sub numele de catod. Sunt diferite tipuri de diode sunt disponibile pe piață. Fiecare tip are aplicația sa. Acest articol discută o prezentare generală a diodei de putere. În mod ideal, o diodă nu trebuie să aibă timp de recuperare inversă. Dar, costul de demnizare al unei astfel de diode se poate modifica. În diverse aplicații, efectul invers al timpului de recuperare nu este important, așa că pot fi utilizate și diode cu costuri reduse.

Ce este o diodă de putere?

Definiție: LA diodă care are două terminale precum anod și catod și două straturi precum P & N, utilizate în electronice de putere circuitele sunt cunoscute sub numele de diodă de putere. Această diodă este mai complexă atât în construcție, cât și în funcționare, deoarece dispozitivul cu putere redusă trebuie să se schimbe pentru a le face adecvate în aplicații cu putere mare.

putere-diodă

In putere circuite electronice , această diodă joacă un rol esențial. Poate fi folosit ca redresor în circuite convertoare, circuite de reglare a tensiunii, diodă flyback / freewheeling , protecție la tensiune inversă etc.

Aceste diode sunt legate de diodele de semnal, cu excepția unei ușoare disparități în construcția sa. Nivelul de dopaj în dioda de semnal atât pentru stratul P cât și pentru stratul N este același, în timp ce, în diodele de putere, joncțiunea se poate forma între un strat P + puternic dopat și un strat N-ușor dopat.

Constructie

Construcția acestei diode include trei straturi precum stratul P +, stratul n– și stratul n +. Aici stratul superior este stratul P +, este puternic dopat. Stratul mediu este n - strat, este ușor dopat, iar ultimul strat este n + strat și este puternic dopat.

“ce este o unitate de control ”

construcție-diodă de putere

Aici stratul p + acționează ca un anod, grosimea acestui strat este de 10 μm și nivelul de dopaj este de 10¹⁹cm^-3.

Stratul n + acționează ca un catod, grosimea acestui strat este de 250-300 μm și nivelul de dopaj este de 10¹⁹cm^-3.

Stratul n acționează ca un strat mijlociu / strat de derivare, grosimea acestui strat depinde în principal de tensiunea de avarie & nivelul de dopaj este 10¹⁴cm^-3. Odată ce această lățime a stratului crește, atunci tensiunea de rupere va crește.

Principiul de lucru al diodei de putere

Principiul de funcționare al acestei diode este similar cu cel normal Diodă de joncțiune PN . Când tensiunea terminalului anodic este mai mare decât tensiunea terminalului catodic, dioda conduce. Gama de cădere a tensiunii de redirecționare în această diodă este foarte mică aproximativ 0,5V - 1,2V. În acest mod, dioda funcționează ca o caracteristică directă.

Dacă tensiunea catodului este mai mare decât tensiunea anodului, dioda funcționează ca mod de blocare. În acest mod, dioda funcționează ca caracteristica inversă.

Tipuri de diodă de putere

Clasificarea acestor diode se poate face pe baza timpului de recuperare inversă, a procesului de fabricație și a penetrării regiunii de epuizare în condiții de polarizare inversată.

Diodele de putere în funcție de timpul de recuperare inversă, precum și de procesul de fabricație sunt clasificate în trei tipuri, cum ar fi

Diodele cu scop general
Diodele de recuperare rapidă
Diodele Schottky

Diodele cu scop general

Aceste diode au un timp mare de recuperare inversă în jurul valorii de 25μs, prin urmare sunt aplicabile în operații cu frecvență joasă (până la 1 kHz) și cu viteză mică (până la 1 kHz).

Diodele de recuperare rapidă

Aceste diode au o acțiune de recuperare rapidă datorită timpului lor de recuperare inversă foarte mic, mai mic de 5μs, utilizat în aplicații de comutare de mare viteză

Diodele Schottky

Vă rugăm să consultați acest link pentru a afla mai multe despre Diodele Schottky

Diodele de putere în funcție de pătrunderea regiunii de epuizare sunt inversate, condiția polarizată este clasificată în două tipuri, cum ar fi

Punch prin diode
Non-Punch prin diode

Punch prin diode

Dioda, unde lățimea regiunii de epuizare la defalcare intră în stratul n +, este cunoscută sub numele de diodă de perforare.

Non-Punch prin diode

O diodă în care lățimea unei regiuni de epuizare la defalcare nu trece în stratul n + adiacent se numește de obicei diode non-perforate.

În acest mod, lățimea regiunii de derivare este în plus față de cea mai mare lățime a regiunii de epuizare, prin urmare regiunea de epuizare nu poate intra în stratul n + adiacent.

Cum să selectați?

Selectarea diodei de putere se poate face pe baza tensiunii IF (curent direct) și VRRM (vârful invers).

Aceste diode sunt protejate prin utilizarea circuite snubber din vârfurile supratensiunii. Acest lucru se poate întâmpla în timpul procesului de recuperare inversă. Un circuit snubber utilizat pentru dioda de putere include în principal un rezistor & un condensator care este conectat în paralel cu dioda.

Caracteristici V-I

Caracteristicile V-I ale unei diode de putere sunt prezentate mai jos. Odată ce tensiunea directă crește, curentul direct va crește liniar.

O cantitate extrem de redusă de scurgeri de curent se va furniza în starea de polarizare inversă. Acest curent este independent de tensiunea inversă aplicată.

Curentul de scurgere se alimentează în principal din cauza purtătorilor de sarcină minoritari din diodă. Pe măsură ce tensiunea inversă devine tensiunea de rupere inversă, atunci va avea loc defalcarea unei avalanșe. Când apare defecțiunea inversă, curentul invers va fi, de asemenea, crescut drastic, cu o creștere mai mică a tensiunii inverse. Curentul invers poate fi controlat de un circuit extern.

Avantajele și dezavantajele diodei de putere

Avantajele și dezavantajele diodei de putere includ următoarele.

Regiunea de joncțiune PN a acestei diode este mare și poate furniza curent imens, cu toate acestea, capacitatea acestei joncțiuni poate fi de asemenea mare, care funcționează la o frecvență mai mică și este utilizată în general numai pentru rectificare.
Acesta va rezolva curent alternativ la curent mare și la o tensiune ridicată.
Principalul dezavantaj este dimensiunea sa și probabil că trebuie fixat la un radiator în timp ce conduce un curent mare.
Are nevoie de hardware specializat pentru instalarea și izolarea cadrelor metalice disponibile în împrejurimi.

Aplicații

Aplicațiile diodei de putere includ următoarele.

Această diodă asigură rectificarea necontrolată a puterii
Este utilizat în diferite aplicații precum DC surse de alimentare , pentru încărcarea bateriei, a invertoarelor și a curentului alternativ redresoare .
Acestea sunt folosite ca rețele snubber și diode cu roți libere datorită caracteristicilor lor, cum ar fi tensiunea și curentul mare.
Aceste diode sunt utilizate ca feedback, diode cu rotire liberă și redresor de înaltă tensiune.
În condiții de avarie inversă, când curentul și tensiunea acestei diode sunt uriașe, disiparea puterii poate fi ridicată, astfel încât dispozitivul să poată fi distrus.

Întrebări frecvente

1). Care este funcția unei diode de putere?

Este un tip de semiconductor cristalin, folosit pentru a schimba AC în DC și acest proces se numește rectificare.

2). Care sunt aplicațiile diodei de putere?

Aceste diode sunt utilizate acolo unde sunt implicate tensiuni ridicate și curenți mai mari.

3). Care sunt tipurile de diode de putere?

Sunt diode de recuperare rapidă, Schottky și de uz general.

4). Care este diferența dintre putere și diodă normală?

Dioda de putere este aplicabilă în cazul în care curentul și tensiunea ridicată sunt utilizate ca invertor, în timp ce dioda normală este aplicabilă pentru aplicațiile cu semnal mic.

Astfel, totul este vorba o prezentare generală a unei diode de putere care joacă un rol esențial în circuitele electronice de putere. Aceste diode sunt utilizate în circuite convertoare, ca diodă flyback, circuite de reglare a tensiunii, diodă de rotire liberă sau protecție a tensiunii inversate, etc. Iată o întrebare pentru dvs., care sunt dezavantajele diodei de putere?