Dioda je jednoduchá polovodičové zařízení který zahrnuje dvě vrstvy, dva terminály a jeden spoj. Spojení normálních diod může být vytvořeno prostřednictvím polovodičů, jako je typ p a n. Terminál typu p je známý jako anoda, zatímco terminál typu n je známý jako katoda. Existují různé druhy diod jsou k dispozici na trhu. Každý typ má svou aplikaci. Tento článek pojednává o přehledu výkonové diody. V ideálním případě nesmí mít dioda žádnou dobu zpětného zotavení. Avšak náklady na takovou diodu se mohou změnit. V různých aplikacích není efekt zpětného zotavení důležitý, takže lze použít i levné diody.

Co je to Power Diode?

Definice: NA dioda , který má dva terminály jako anoda a katoda a dvě vrstvy jako P & N, používané v výkonová elektronika obvodů je známý jako výkonová dioda. Tato dioda je složitější jak v konstrukci, tak v provozu, protože zařízení s nízkým výkonem se musí změnit, aby bylo vhodné pro aplikace s vysokým výkonem.

výkonová dioda

U moci elektronické obvody , tato dioda hraje zásadní roli. Může být použit jako usměrňovač v obvodech měniče, obvodech regulace napětí, flyback / volnoběžná dioda , ochrana proti zpětnému napětí atd.

Tyto diody jsou spojeny se signálními diodami, s výjimkou mírných rozdílů v jejich konstrukci. Dopingová úroveň v signální diodě pro P-vrstvu i N-vrstvu je stejná, zatímco u výkonových diod může být křižovatka vytvořena mezi silně dopovanou P + vrstvou a lehce dopovanou N– vrstvou.

Konstrukce

Konstrukce této diody zahrnuje tři vrstvy, jako je vrstva P +, vrstva n– a vrstva n +. Zde je horní vrstva vrstva P +, je silně dotovaná. Střední vrstva je n– vrstva, je lehce dotovaná a poslední vrstva je n + vrstva a je silně dotovaná.

“integrované obvody se vyrábějí na čipech vyrobených z prvku ”

konstrukce výkonové diody

Zde vrstva p + působí jako anoda, tloušťka této vrstvy je 10 μm a úroveň dopingu je 10¹⁹cm^-3.

N + vrstva působí jako katoda, tloušťka této vrstvy je 250-300 μm a úroveň dopingu je 10¹⁹cm^-3.

N-vrstva funguje jako střední vrstva / driftová vrstva, tloušťka této vrstvy závisí hlavně na průrazné napětí & úroveň dopingu je 10¹⁴cm^-3. Jakmile se tato šířka vrstvy zvětší, pak se zvětší průrazné napětí.

Pracovní princip výkonové diody

Pracovní princip této diody je podobný normálnímu Přechodová dioda PN . Když je napětí na anodové svorce vysoké než napětí na katodové svorce, dioda vede. Rozsah poklesu předávacího napětí v této diodě je velmi malý, přibližně 0,5 V - 1,2 V. V tomto režimu pracuje dioda jako dopředná charakteristika.

Pokud je napětí katody vysoké než napětí anody, funguje dioda jako blokovací režim. V tomto režimu funguje dioda jako reverzní charakteristika.

Druhy výkonové diody

Klasifikaci těchto diod lze provést na základě doby zpětného zotavení, procesu výroby a penetrace oblasti vyčerpání ve stavu obráceného zkreslení.

Výkonové diody se v závislosti na době zpětného zotavení a procesu výroby dělí na tři typy, jako např

Univerzální diody
Diody pro rychlé zotavení
Schottkyho diody

Univerzální diody

Tyto diody mají obrovskou dobu zpětného zotavení kolem 25 μs, a proto jsou použitelné v nízkofrekvenčních (až 1 kHz) a nízkorychlostních operacích (do 1 kHz).

Diody pro rychlé zotavení

Tyto diody mají rychlé zotavení díky své velmi malé reverzní době zotavení kratší než 5 μs, používané ve vysokorychlostních spínacích aplikacích

Schottkyho diody

Další informace naleznete na tomto odkazu Schottkyho diody

Výkonové diody v závislosti na průniku vyčerpané oblasti jsou obrácené předpjaté podmínky jsou klasifikovány do dvou typů, jako jsou

Propíchněte diody
Non-Punch přes diody

Propíchněte diody

Dioda, kde šířka oblasti vyčerpání při rozpadu vstupuje do vrstvy n +, je známá jako průrazná dioda.

Non-Punch přes diody

Dioda, kde šířka vyčerpané oblasti při průchodu neprochází do sousední vrstvy n +, se obvykle nazývá neprorážející diody.

V tomto režimu je šířka oblasti driftu větší než nejvyšší šířka oblasti vyčerpání, proto oblast vyčerpání nemůže vstoupit do sousední vrstvy n +.

Jak vybrat?

Výběr výkonové diody lze provést na základě napětí IF (dopředný proud) a VRRM (špičkový inverzní).

Tyto diody jsou chráněny pomocí tlumicí obvody z hrotů přepětí. K tomu může dojít při provádění procesu zpětného zotavení. Tlumící obvod používaný pro výkonovou diodu zahrnuje hlavně odpor & kondenzátor, který je připojen paralelně s diodou.

Charakteristiky VI

Níže jsou uvedeny charakteristiky VI výkonové diody. Jakmile se dopředné napětí zvýší, pak se dopředný proud zvýší lineárně.

Ve stavu obráceného předpětí bude dodávat extrémně menší množství úniku proudu. Tento proud je nezávislý na použitém zpětném napětí.

Svodový proud se dodává hlavně kvůli nositelům menšinových nábojů v diodě. Jakmile zpětné napětí získá zpětné průrazné napětí, dojde k rozpadu laviny. Když dojde k reverzní poruše, reverzní proud se také drasticky zvýší s menším zvýšením reverzního napětí. Zpětný proud lze řídit externím obvodem.

Výhody a nevýhody výkonové diody

Mezi výhody a nevýhody výkonové diody patří následující.

Oblast PN přechodu této diody je velká a může dodávat obrovský proud, kapacita tohoto spoje však může být také velká, pracuje s nižší frekvencí a obecně se používá pouze k usměrnění.
Vyřeší střídavý proud při vysokém proudu a vysokém napětí.
Hlavní nevýhodou je jeho velikost a pravděpodobně je třeba jej opravit na a chladič při vedení vysokého proudu.
Potřebuje speciální hardware pro instalaci a izolaci od kovových rámů, které jsou k dispozici v okolí.

Aplikace

Mezi aplikace výkonové diody patří následující.

Tato dioda poskytuje nekontrolované usměrnění napájení
Používá se v různých aplikacích, jako je DC zásoby energie , pro nabíjení baterie, střídačů a střídavého proudu usměrňovače .
Používají se jako odlehčovací sítě a volnoběžné diody kvůli jejich vlastnostem, jako je napětí a vysoký proud.
Tyto diody se používají jako zpětná vazba, volnoběžné diody a vysokonapěťový usměrňovač.
V opačném stavu poruchy, kdy jsou proud a napětí této diody obrovské, může být ztrátový výkon vysoký, takže zařízení může být zničeno.

Časté dotazy

1). Jaká je funkce výkonové diody?

Jedná se o typ krystalického polovodiče, který se používá ke změně střídavého proudu na stejnosměrný a tento proces se nazývá rektifikace.

2). Jaké jsou aplikace výkonové diody?

Tyto diody se používají tam, kde se jedná o vysoké napětí a větší proudy.

3). Jaké jsou typy výkonových diod?

Jsou to rychlé zotavení, Schottkyho diody a diody pro všeobecné použití.

4). Jaký je rozdíl mezi výkonovou a normální diodou?

Výkonová dioda je použitelná tam, kde se používá vysoký proud a napětí, jako je invertor, zatímco normální dioda je použitelná pro aplikace s malým signálem.

O toto tedy jde přehled výkonové diody který hraje zásadní roli v obvodech výkonové elektroniky. Tyto diody se používají v obvodech měniče, jako zpětná dioda, obvody regulace napětí, volnoběžná dioda nebo ochrana proti zpětnému napětí atd. Zde je otázka, jaké jsou nevýhody výkonové diody?