De diode is eenvoudig halfgeleiderapparaat dat omvat twee lagen, twee terminals en een enkel knooppunt. De overgang van normale diodes kan worden gevormd door halfgeleiders zoals p-type en n-type. De aansluiting op het p-type staat bekend als anode, terwijl de aansluiting op het n-type bekend staat als de kathode. Er zijn verschillende soorten diodes zijn op de markt verkrijgbaar. Elk type heeft zijn toepassing. Dit artikel bespreekt een overzicht van de vermogensdiode. Idealiter mag een diode geen omgekeerde hersteltijd hebben. Maar de verwaardigende kosten van een dergelijke diode kunnen veranderen. In verschillende toepassingen is het omgekeerde hersteltijd-effect niet belangrijk, dus goedkope diodes kunnen ook worden gebruikt.
Wat is een vermogensdiode?
Definitie: NAAR diode dat heeft twee terminals zoals anode en kathode en twee lagen zoals P & N, gebruikt in de vermogenselektronica circuits staat bekend als vermogensdiode. Deze diode is zowel qua constructie als qua werking complexer omdat een apparaat met een laag vermogen moet worden vervangen om ze geschikt te maken voor toepassingen met een hoog vermogen.
vermogensdiode
Aan de macht elektronische schakelingen speelt deze diode een essentiële rol. Het kan worden gebruikt als gelijkrichter in convertercircuits, spanningsregelcircuits, flyback / freewheeling diode , sperspanning bescherming, etc.
Deze diodes zijn gerelateerd aan signaaldiodes, met uitzondering van een klein verschil in constructie. Het dopingniveau in de signaaldiode voor zowel de P-laag als de N-laag is hetzelfde, terwijl bij vermogensdiodes de junctie kan worden gevormd tussen een zwaar gedoteerde P + -laag en een licht gedoteerde N-laag.
Bouw
De constructie van deze diode omvat drie lagen zoals de P + -laag, de n-laag en de n + -laag. Hier is de bovenste laag de P + laag, deze is zwaar gedoteerd. De middelste laag is n - laag, het is licht gedoteerd en de laatste laag is n + laag, en het is zwaar gedoteerd.
power-diode-constructie
Hier fungeert de p + -laag als een anode, de dikte van deze laag is 10 μm en het dopingniveau is 1019cm-3
De n + laag fungeert als een kathode, de dikte van deze laag is 250-300 μm en het dopingniveau is 1019cm-3
De n-laag fungeert als tussenlaag / driftlaag, de dikte van deze laag is voornamelijk afhankelijk van de doorslagspanning & het dopingniveau is 1014cm-3Zodra deze laagbreedte toeneemt, wordt de doorslagspanning verhoogd.
Werkingsprincipe van Power Diode
Het werkingsprincipe van deze diode is vergelijkbaar met normaal PN-junctiediode Wanneer de spanning van de anode-aansluiting hoog is dan de spanning van de kathode-aansluiting, geleidt de diode. Het bereik van de doorschakelspanningsval in deze diode is erg klein, ongeveer 0,5 V - 1,2 V. In deze modus werkt de diode als een voorwaartse karakteristiek.
Als de spanning van de kathode hoog is dan de spanning van de anode, werkt de diode als blokkeermodus. In deze modus werkt de diode als de omgekeerde karakteristiek.
Soorten Power Diode
De classificatie van deze diodes kan worden gedaan op basis van de omgekeerde hersteltijd, het productieproces en de penetratie van het uitputtingsgebied in omgekeerde voorspanningstoestand.
De vermogensdiodes, afhankelijk van de omgekeerde hersteltijd en het productieproces, worden ingedeeld in drie typen, zoals
- Diodes voor algemeen gebruik
- Snelle hersteldiodes
- Schottky-diodes
Diodes voor algemeen gebruik
Deze diodes hebben een enorme omgekeerde hersteltijd van ongeveer 25 μs, daarom zijn ze toepasbaar bij lage frequentie (tot 1 kHz) en lage snelheid (tot 1 kHz).
Snelle hersteldiodes
Deze diodes hebben een snelle herstelwerking vanwege hun zeer korte omgekeerde hersteltijd van minder dan 5 μs, die worden gebruikt in snelle schakeltoepassingen
Schottky-diodes
Raadpleeg deze link voor meer informatie Schottky-diodes
De vermogensdiodes, afhankelijk van de penetratie van het uitputtingsgebied, zijn omgekeerd voorgespannen toestand worden geclassificeerd in twee typen, zoals
- Sla door diodes
- Diodes die niet doorslaan
Sla door diodes
Diode, waar de breedte van het uitputtingsgebied bij de afbraak de n + -laag binnendringt, staat bekend als een doorsteekdiode.
Diodes die niet doorslaan
Een diode waarbij de breedte van een uitputtingsgebied bij de storing niet doorgaat in de aangrenzende n + -laag, wordt meestal niet-doorsteekdioden genoemd.
In deze modus is de breedte van het driftgebied groter dan de hoogste breedte van het uitputtingsgebied, daarom kan het uitputtingsgebied de aangrenzende n + laag niet binnendringen.
Hoe te selecteren?
De selectie van de vermogensdiode kan worden gedaan op basis van de IF (voorwaartse stroom) en VRRM (de piekinversie) spanning.
Deze diodes worden beschermd door snubber-circuits van de pieken van overspanning. Dit kan gebeuren tijdens het proces van omgekeerd herstel. Een snubbercircuit dat wordt gebruikt voor vermogensdioden omvat voornamelijk een weerstand & een condensator die parallel is geschakeld met de diode.
V-I-kenmerken
De V-I-kenmerken van een vermogensdiode worden hieronder weergegeven. Zodra de voorwaartse spanning toeneemt, wordt de voorwaartse stroom lineair verhoogd.
Een extreem kleinere hoeveelheid stroomlekkage zal in de omgekeerde voorspanningstoestand worden geleverd. Deze stroom is onafhankelijk van de aangelegde sperspanning.
De lekstroom levert voornamelijk vanwege de minderheidsladingsdragers in de diode. Omdat de sperspanning de omgekeerde doorslagspanning krijgt, zal de storing van een lawine optreden. Wanneer de omgekeerde doorslag optreedt, zal de tegenstroom ook drastisch worden verhoogd met minder toename van de sperspanning. De tegenstroom kan worden geregeld door een extern circuit.
Voordelen en nadelen van Power Diode
De voor- en nadelen van een vermogensdiode omvatten de volgende.
- Het PN-junctiegebied van deze diode is groot en kan een enorme stroom leveren, maar de capaciteit van deze junctie kan ook groot zijn, die op een lagere frequentie werkt en over het algemeen alleen voor rectificatie wordt gebruikt.
- Het lost wisselstroom op bij hoge stroom en een hoge spanning.
- Het grootste nadeel is de grootte en moet waarschijnlijk worden vastgesteld op een koellichaam tijdens het geleiden van een hoge stroom.
- Het heeft gespecialiseerde hardware nodig voor het installeren en isoleren van de metalen frames die in de omgeving beschikbaar zijn.
Toepassingen
De toepassingen van vermogensdiode omvatten de volgende.
- Deze diode zorgt voor een ongecontroleerde stroomcorrectie
- Het wordt gebruikt in verschillende toepassingen zoals DC voedingen , voor het opladen van de batterij, omvormers en wisselstroom gelijkrichters
- Deze worden gebruikt als snubbernetwerken en vrijloopdiodes vanwege hun kenmerken zoals spanning en hoge stroomsterkte.
- Deze diodes worden gebruikt als feedback, vrijloopdiodes en hoogspanningsgelijkrichter.
- In omgekeerde storingstoestand, wanneer de stroom en de spanning van deze diode enorm zijn, kan de vermogensdissipatie hoog zijn, zodat het apparaat kan worden vernietigd.
Veelgestelde vragen
1). Wat is de functie van een vermogensdiode?
Het is een soort kristallijne halfgeleider, die wordt gebruikt om AC naar DC te veranderen en dit proces wordt rectificatie genoemd.
2). Wat zijn de toepassingen van een vermogensdiode?
Deze diodes worden gebruikt bij hoge spanningen en grotere stromen.
3). Wat zijn de soorten vermogensdiodes?
Het zijn snelle herstel-, Schottky- en algemene diodes.
4). Wat is het verschil tussen vermogen en normale diode?
Vermogensdiode is van toepassing voor waar hoge stroom en spanning worden gebruikt, zoals een omvormer, terwijl een normale diode van toepassing is voor toepassingen met een klein signaal.
Dit gaat dus allemaal over een overzicht van een vermogensdiode die een essentiële rol speelt in de schakelingen van vermogenselektronica. Deze diodes worden gebruikt in convertercircuits, als flyback-diode, spanningsregelcircuits, vrijloopdiode of bescherming van sperspanning, enz. Hier is een vraag voor u, wat zijn de nadelen van een vermogensdiode?
