Dioden är enkel halvledaranordning som innehåller två lager, två terminaler och en enda korsning. Korsningen av normala dioder kan bildas genom halvledare som p-typ och n-typ. Terminalen på p-typ är känd som anod medan terminalen vid n-typen är känd som katoden. Det finns olika typer av dioder finns på marknaden. Varje typ har sin tillämpning. Den här artikeln diskuterar en översikt över effektdioden. Helst får en diod inte ha någon omvänd återhämtningstid. Men utformningskostnaden för en sådan diod kan förändras. I olika applikationer är den omvända återhämtningseffekten inte viktig så lågdioder kan också användas.

Vad är en kraftdiod?

Definition: TILL diod som har två terminaler som anod & katod och två lager som P & N, används i kraftelektronik kretsar är känd som effektdiod. Denna diod är mer komplex både i konstruktion och drift eftersom lågeffektanordning måste ändras för att göra dem lämpliga i applikationer med hög effekt.

strömdiod

I kraft elektroniska kretsar , denna diod spelar en viktig roll. Den kan användas som en likriktare i omvandlare kretsar, spänning reglering kretsar, flyback / frihjulsdiod , backspänningsskydd etc.

Dessa dioder är relaterade till signaldioder förutom en liten skillnad i dess konstruktion. Dopningsnivån i signaldioden för både P-skikt och N-skikt är densamma medan, i effektdioder, kan korsningen bildas bland ett kraftigt dopat P + -skikt och lätt dopat N– skikt.

Konstruktion

Konstruktionen av denna diod omfattar tre lager som P + -skiktet, n– skiktet och n + -skiktet. Här är det övre lagret P + -skiktet, det är starkt dopat. Mellanlagret är n– lager, det är lätt dopat och det sista lagret är n + lager, och det är starkt dopat.

“tvåvägs kopplingsschema ”

kraft-diod-konstruktion

Här fungerar p + -skiktet som en anod, tjockleken på detta skikt är 10 μm och dopningsnivån är 10¹⁹centimeter^-3.

N + -skiktet fungerar som en katod, tjockleken på detta skikt är 250-300 μm och dopningsnivån är 10¹⁹centimeter^-3.

N-lagret fungerar som ett mellanskikt / driftlager, tjockleken på detta lager beror främst på nedbrytningsspänning & dopningsnivån är 10¹⁴centimeter^-3. När denna skiktbredd ökar kommer nedbrytningsspänningen att öka.

Arbetsprincip för kraftdiod

Arbetsprincipen för denna diod liknar den normala PN-korsningsdiod . När anodterminalens spänning är hög än katodterminalens spänning leder dioden. Området för spänningsfall i denna diod är mycket litet, cirka 0,5V - 1,2V. I detta läge fungerar dioden som en framåtriktad egenskap.

Om katodens spänning är hög än anodens spänning, fungerar dioden som blockeringsläge. I detta läge fungerar dioden som omvänd karaktäristik.

Typer av effektdiod

Klassificeringen av dessa dioder kan göras baserat på omvänd återhämtningstid, tillverkningsprocessen och uttömningsregionens penetration i omvänd bias-tillstånd.

Effektdioderna, beroende på omvänd återhämtningstid samt tillverkningsprocessen, klassificeras i tre typer, t.ex.

Dioder för allmänt ändamål
Snabbåterställningsdioder
Schottky-dioder

Dioder för allmänt ändamål

Dessa dioder har enorm omvänd återhämtningstid runt 25 μs, därför är de tillämpliga vid lågfrekvens (upp till 1 kHz) och låghastighetsoperationer (upp till 1 kHz).

Snabbåterställningsdioder

Dessa dioder har snabb återhämtningsfunktion på grund av deras mycket små omvända återhämtningstid mindre än 5 μs, som används i snabba växlingsapplikationer

Schottky-dioder

Se den här länken om du vill veta mer om Schottky-dioder

Effektdioderna beroende på penetration av utarmningsområdet är omvänd förspänt tillstånd klassificeras i två typer såsom

Slå igenom dioder
Icke-stansning genom dioder

Slå igenom dioder

Dioder, där bredden av utarmningsområdet vid uppdelningen går in i n + -skiktet, är känd som en genomstötningsdiod.

Icke-stansning genom dioder

En diod där bredden på en utarmningsregion vid uppdelningen inte går in i det intilliggande n + -skiktet kallas vanligtvis icke-genomgående dioder.

I detta läge är driftregionens bredd extra än utarmningsregionens högsta bredd, därför kan utarmningsregionen inte komma in i det intilliggande n + -skiktet.

Hur väljer man?

Valet av effektdiod kan göras baserat på IF (framåtström) och VRRM (topp invers) spänning.

Dessa dioder skyddas med hjälp av snubber-kretsar från överspänningens toppar. Detta kan inträffa när du gör omvänd återställningsprocess. En snubberkrets som används för effektdiod innehåller främst ett motstånd & en kondensator som är ansluten parallellt med dioden.

V-I-egenskaper

V-I-egenskaperna hos en effektdiod visas nedan. När framspänningen ökar så kommer framströmmen att öka linjärt.

En extremt mindre mängd strömläckage kommer att levereras i omvänd förspänning. Denna ström är oberoende av den applicerade omvänd spänningen.

Läckströmmen levereras främst på grund av minoritetsladdningsbärarna i dioden. Eftersom omvänd spänning får den omvända nedbrytningsspänningen kommer nedbrytningen av en lavin att inträffa. När den omvända nedbrytningen uppstår kommer motströmmen också att höjas drastiskt med mindre ökning av omvänd spänning. Omvänd ström kan styras av en extern krets.

Fördelar och nackdelar med Power Diode

Fördelarna och nackdelarna med effektdiod inkluderar följande.

PN-korsningsregionen i denna diod är stor och kan leverera enorm ström, men kapacitansen hos denna korsning kan också vara stor, vilket fungerar med en lägre frekvens och används vanligtvis endast för korrigering.
Det kommer att lösa växelström vid hög ström och hög spänning.
Den största nackdelen är dess storlek och måste förmodligen fixas till en kylfläns medan du leder en hög ström.
Det behöver specialiserad hårdvara för installation och isolering från metallramarna som finns i omgivningen.

Applikationer

Tillämpningarna av effektdiod inkluderar följande.

Denna diod ger okontrollerad effektjustering
Den används i olika applikationer som DC nätaggregat , för laddning av batteri, växelriktare och växelström likriktare .
Dessa används som snubber-nätverk och frirullade dioder på grund av deras egenskaper som spänning och hög ström.
Dessa dioder används som återkoppling, frihjulsdioder och högspänningslikriktare.
I omvänd nedbrytningstillstånd, när strömmen och spänningen hos denna diod är enorm, kan strömavledningen vara hög så att enheten kan förstöras.

Vanliga frågor

1). Vilken funktion har en effektdiod?

Det är en typ av kristallin halvledare, som används för att ändra växelström till likström och denna process kallas rättelse.

2). Vilka är tillämpningarna av effektdiod?

Dessa dioder används där höga spänningar och större strömmar är inblandade.

3). Vilka är typerna av effektdioder?

De är snabba återhämtningsdioder och Schottky-dioder.

4). Vad är skillnaden mellan effekt och normal diod?

Effektdiod är tillämplig för där hög ström och spänning används som växelriktare medan normal diod är tillämplig för applikationer med liten signal.

Således handlar det här om en översikt över en effektdiod som spelar en viktig roll i strömelektronikens kretsar. Dessa dioder används i omvandlarkretsar, som flyback-dioder, spänningsregleringskretsar, frihjulsdiod eller skydd av omvänd spänning etc. Här är en fråga till dig, vilka är nackdelarna med effektdioden?