Hvad er en Power Diode - konstruktion, typer og dens applikationer

Hvad er en Power Diode - konstruktion, typer og dens applikationer

Dioden er en simpel halvlederindretning der inkluderer to lag, to terminaler og et enkelt kryds. Forbindelsen mellem normale dioder kan dannes gennem halvledere som p-type og n-type. Terminalen på p-typen er kendt som anode, mens terminalen ved n-typen er kendt som katoden. Der er forskellige slags dioder er tilgængelige på markedet. Hver type har sin anvendelse. Denne artikel diskuterer en oversigt over strømdioden. Ideelt set må en diode ikke have nogen omvendt genopretningstid. Men designudgifterne til en sådan diode kan ændre sig. I forskellige applikationer er den omvendte gendannelsestidseffekt ikke vigtig, så billigdioder kan også bruges.



Hvad er en Power Diode?

Definition: TIL diode der har to terminaler som anode & katode og to lag som P & N, der bruges i kraftelektronik kredsløb er kendt som effektdiode. Denne diode er mere kompleks i konstruktion såvel som i drift, fordi enhed med lav effekt skal ændres for at gøre dem passende i applikationer med høj effekt.


Power-diode

strømdiode





Ved magten elektroniske kredsløb , denne diode spiller en vigtig rolle. Det kan bruges som ensretter i omformerkredsløb, spændingsreguleringskredsløb, flyback / frihjulsdiode , beskyttelse mod omvendt spænding osv.

Disse dioder er relateret til signaldioder bortset fra en lille forskel i dens konstruktion. Dopingniveauet i signaldiode for både P-lag og N-lag er det samme, mens krydset i effektdioder kan dannes blandt et stærkt doteret P + -lag og let doteret N-lag.



Konstruktion

Konstruktionen af ​​denne diode inkluderer tre lag som P + laget, n– laget og n + laget. Her er det øverste lag P + laget, det er stærkt doteret. Mellemlaget er n– lag, det er let doteret, og det sidste lag er n + lag, og det er stærkt doteret.

Power-diode-konstruktion

power-diode-konstruktion

Her fungerer p + lag som en anode, tykkelsen af ​​dette lag er 10 μm, og dopingniveauet er 1019cm-3.


N + laget fungerer som en katode, tykkelsen af ​​dette lag er 250-300 um og dopingniveauet er 1019cm-3.

N-laget fungerer som et mellemlag / afdriftlag, tykkelsen af ​​dette lag afhænger hovedsageligt af nedbrydningsspænding & dopingniveauet er 1014cm-3. Når denne lagbredde øges, øges nedbrydningsspændingen.

Arbejdsprincip for strømdiode

Funktionsprincippet for denne diode svarer til det normale PN-forbindelsesdiode . Når anodeterminalens spænding er høj end katodeterminalens spænding, leder dioden. Området for spændingsfald i denne diode er meget lille ca. 0,5V - 1,2V. I denne tilstand fungerer dioden som en fremadrettet egenskab.

Hvis katodens spænding er høj end anodens spænding, fungerer dioden som blokerende tilstand. I denne tilstand fungerer dioden som omvendt karakteristik.

Typer af strømdiode

Klassificeringen af ​​disse dioder kan ske på baggrund af den omvendte genopretningstid, fremstillingsprocessen og udtømningsregionens penetration i omvendt bias-tilstand.

Effektdioderne afhænger af omvendt gendannelsestid samt fremstillingsprocessen er klassificeret i tre typer som f.eks

  • Dioder til generelt formål
  • Hurtig gendannelsesdioder
  • Schottky-dioder

Dioder til generelt formål

Disse dioder har enorm omvendt gendannelsestid omkring 25 μs, derfor er de anvendelige i lavfrekvens (op til 1 kHz) og lavhastighedsoperationer (op til 1 kHz).

Hurtig gendannelsesdioder

Disse dioder har hurtig gendannelseshandling på grund af deres meget lille omvendte gendannelsestid på mindre end 5 μs, der bruges i skiftende applikationer med høj hastighed

Schottky-dioder

Se dette link for at vide mere om Schottky-dioder

Effektdioderne afhænger af udtømningsregionens indtrængning er omvendt forspændt tilstand klassificeres i to typer såsom

  • Slå igennem dioder
  • Ikke-stans gennem dioder

Slå igennem dioder

Diode, hvor bredden af ​​udtømningsområdet ved nedbrydningen trænger ind i n + laget, er kendt som en gennemstikkende diode.

Ikke-stans gennem dioder

En diode, hvor bredden af ​​en udtømningsregion ved nedbrydningen ikke går igennem i det tilstødende n + lag, kaldes normalt ikke-gennemstikkende dioder.

I denne tilstand er driftregionens bredde ekstra end den højeste bredde af udtømningsområdet, derfor kan udtømningsområdet ikke komme ind i det tilstødende n + lag.

Hvordan vælges?

Valg af effektdiode kan foretages baseret på IF (fremadgående strøm) & VRRM (spids invers).

Disse dioder er beskyttet ved hjælp af snubber kredsløb fra spidser af overspænding. Dette kan forekomme, mens du udfører processen med omvendt gendannelse. Et snubber-kredsløb, der bruges til strømdiode, inkluderer hovedsageligt en modstand & en kondensator, der er forbundet parallelt med dioden.

V-I egenskaber

V-I-egenskaberne for en effektdiode er vist nedenfor. Når fremspændingen stiger, øges fremadstrømmen lineært.

En ekstremt mindre mængde strømlækage leveres i omvendt bias-tilstand. Denne strøm er uafhængig af den anvendte omvendte spænding.

Lækstrømmen forsynes hovedsageligt på grund af mindretalsladningsbærere i dioden. Da omvendt spænding får omvendt nedbrydningsspænding, vil nedbrydningen af ​​en lavine forekomme. Når den omvendte sammenbrud opstår, hæves omvendt strøm også drastisk med mindre stigning i omvendt spænding. Omvendt strøm kan styres af et eksternt kredsløb.

Fordele og ulemper ved Power Diode

Fordele og ulemper ved strømdiode inkluderer følgende.

  • PN-junction-regionen i denne diode er stor og kan levere enorm strøm, men kapacitansen til denne junction kan også være stor, hvilket fungerer ved en lavere frekvens, og det bruges generelt kun til udbedring.
  • Det vil løse vekselstrøm ved høj strøm og høj spænding.
  • Den største ulempe er dens størrelse og skal sandsynligvis rettes til en kølelegeme mens du leder en høj strøm.
  • Det har brug for specialudstyr til installation og isolering fra metalrammerne, der er tilgængelige i det omkringliggende.

Ansøgninger

Anvendelserne af strømdiode inkluderer følgende.

  • Denne diode giver ukontrolleret strømretning
  • Det bruges i forskellige applikationer som DC strømforsyninger til opladning af batteri, omformere og vekselstrøm ensrettere .
  • Disse bruges som snubbernetværk og fritvindende dioder på grund af deres egenskaber som spænding og høj strøm.
  • Disse dioder bruges som feedback, fritgående dioder og højspændings ensretter.
  • I omvendt sammenbrudstilstand, når strømmen og spændingen i denne diode er enorm, kan strømforsyningen være høj, så enheden kan ødelægges.

Ofte stillede spørgsmål

1). Hvad er funktionen af ​​en strømdiode?

Det er en type krystallinsk halvleder, der bruges til at ændre AC til DC, og denne proces kaldes udbedring.

2). Hvad er anvendelserne af strømdiode?

Disse dioder bruges, hvor der er involveret høje spændinger og større strømme.

3). Hvad er typerne af strømdioder?

De er hurtig opsving, Schottky og dioder til generelle formål.

4). Hvad er forskellen mellem effekt og normal diode?

Effektdiode kan anvendes til steder, hvor der anvendes høj strøm og spænding som inverter, mens normal diode kan anvendes til applikationer med lille signal.

Således handler det hele om en oversigt over en strømdiode der spiller en vigtig rolle i kredsløbene til kraftelektronik. Disse dioder bruges i konverteringskredsløb, som flyback-diode, spændingsreguleringskredsløb, frihjulsdiode eller beskyttelse af omvendt spænding osv. Her er et spørgsmål til dig, hvad er ulemperne ved strømdiode?