Dioden er enkel halvlederinnretning som inkluderer to lag, to terminaler og et enkelt kryss. Krysset mellom normale dioder kan dannes gjennom halvledere som p-type og n-type. Terminalen på p-typen er kjent som anode, mens terminalen på n-typen er kjent som katoden. Det er forskjellige slags dioder er tilgjengelig i markedet. Hver type har sin anvendelse. Denne artikkelen diskuterer en oversikt over kraftdioden. Ideelt sett må en diode ikke ha omvendt gjenopprettingstid. Men kostnadene for slik diode kan endres. I forskjellige applikasjoner er den omvendte gjenopprettingseffekten ikke viktig, så billig dioder kan også brukes.

Hva er en Power Diode?

Definisjon: TIL diode som har to terminaler som anode og katode og to lag som P & N, brukt i kraftelektronikk kretser er kjent som kraftdiode. Denne dioden er mer kompleks både i konstruksjon og i drift, fordi enheten med lav effekt må endres for å gjøre dem passende i applikasjoner med høy effekt.

strømdiode

Ved makten elektroniske kretser , denne dioden spiller en viktig rolle. Den kan brukes som likeretter i omformerkretser, spenningsreguleringskretser, flyback / frihjulsdiode , beskyttelse mot revers spenning, etc.

Disse diodene er relatert til signaldioder bortsett fra en liten forskjell i konstruksjonen. Dopingnivået i signaldiode for både P-lag og N-lag er det samme, mens i kraftdioder kan krysset dannes blant et sterkt dopet P + -lag og lett dopet N-lag.

Konstruksjon

Konstruksjonen av denne dioden inkluderer tre lag som P + laget, n– laget og n + laget. Her er det øverste laget P + laget, det er sterkt dopet. Det midterste laget er n– laget, det er lett dopet og det siste laget er n + laget, og det er sterkt dopet.

“sjekke en kondensator med et digitalt multimeter ”

kraft-diode-konstruksjon

Her fungerer p + laget som en anode, tykkelsen på dette laget er 10 μm og dopingnivået er 10¹⁹cm^-3.

N + laget fungerer som en katode, tykkelsen på dette laget er 250-300 μm og dopingnivået er 10¹⁹cm^-3.

N-laget fungerer som et mellomlag / drivlag, tykkelsen på dette laget avhenger hovedsakelig av spenningsammenbrudd & dopingnivået er 10¹⁴cm^-3. Når denne lagbredden øker, vil sammenbruddsspenningen økes.

Arbeidsprinsipp for kraftdiode

Arbeidsprinsippet til denne dioden er lik det normale PN-kryssdiode . Når spenningen til anodeterminalen er høy enn spenningen til katodeterminalen, leder dioden. Området med spenningsfall i denne dioden er veldig lite, omtrent 0,5V - 1,2V. I denne modusen fungerer dioden som en fremadgående karakteristikk.

Hvis spenningen til katoden er høy enn spenningen til anoden, fungerer dioden som blokkeringsmodus. I denne modusen utfører dioden som omvendt karakteristikk.

Typer kraftdiode

Klassifiseringen av disse diodene kan gjøres basert på omvendt gjenopprettingstid, produksjonsprosessen og uttømmingsregionens penetrasjon i omvendt forspenningstilstand.

Kraftdioder, avhengig av omvendt gjenopprettingstid samt produksjonsprosessen, er klassifisert i tre typer som f.eks

Dioder til generelt formål
Raske gjenopprettingsdioder
Schottky-dioder

Dioder til generelt formål

Disse diodene har enorm omvendt gjenopprettingstid på rundt 25μs, derfor er de anvendelige i lavfrekvens (opptil 1 kHz) og lavhastighetsoperasjoner (opptil 1 kHz).

Raske gjenopprettingsdioder

Disse diodene har en rask gjenopprettingshandling på grunn av deres svært lave omvendte gjenopprettingstid på mindre enn 5 μs, brukt i høyhastighets bytteprogrammer

Schottky-dioder

Se denne lenken for å vite mer om Schottky-dioder

Effektdioder avhengig av inntrengning av uttømmingsområdet er omvendt forspent tilstand er klassifisert i to typer som

Slå gjennom dioder
Ikke slå gjennom dioder

Slå gjennom dioder

Diode, hvor bredden av uttømmingsområdet ved sammenbruddet kommer inn i n + laget, er kjent som en gjennomstikkende diode.

Ikke slå gjennom dioder

En diode der bredden på en uttømmingsregion ved sammenbruddet ikke går gjennom det tilstøtende n + laget kalles vanligvis ikke-gjennomstikkende dioder.

I denne modusen er drivregionens bredde ekstra enn den høyeste bredden av uttømningsområdet, derfor kan uttømmingsområdet ikke komme inn i det tilstøtende n + laget.

Hvordan velge?

Valget av kraftdiode kan gjøres basert på IF (fremoverstrøm) og VRRM (topp invers) spenning.

Disse diodene er beskyttet ved hjelp av snubber kretser fra toppene til overspenning. Dette kan skje mens du gjør prosessen med omvendt gjenoppretting. En snubberkrets som brukes til strømdiode inkluderer hovedsakelig en motstand & en kondensator som er koblet parallelt med dioden.

V-I-egenskaper

V-I-egenskapene til en kraftdiode er vist nedenfor. Når fremoverspenningen øker, vil fremoverstrømmen økes lineært.

En ekstremt mindre mengde strømlekkasje vil tilføres i omvendt forspenningstilstand. Denne strømmen er uavhengig av den påførte revers spenningen.

Lekkasjestrømmen forsynes hovedsakelig på grunn av minoritetsladere i dioden. Når omvendt spenning får omvendt sammenbruddsspenning, vil nedbrudd av et skred oppstå. Når omvendt sammenbrudd oppstår, vil motstrømmen også heves drastisk med mindre økning i omvendt spenning. Motstrømmen kan styres av en ekstern krets.

Fordeler og ulemper ved kraftdiode

Fordelene og ulempene med kraftdiode inkluderer følgende.

PN-kryssområdet til denne dioden er stort og kan levere stor strøm, men kapasitansen til dette krysset kan også være stor, noe som fungerer med en lavere frekvens, og det brukes vanligvis kun til utbedring.
Det vil løse vekselstrøm ved høy strøm og høy spenning.
Den største ulempen er størrelsen og må sannsynligvis løses til en kjøleribbe mens du leder en høy strøm.
Den trenger spesialisert maskinvare for å installere og isolere fra metallrammer som er tilgjengelige i omgivelsene.

applikasjoner

Anvendelsene av strømdiode inkluderer følgende.

Denne dioden gir ukontrollert strømretting
Den brukes i forskjellige applikasjoner som DC strømforsyninger , for lading av batteri, omformere og vekselstrøm likerettere .
Disse brukes som snubber-nettverk og frittliggende dioder på grunn av deres egenskaper som spenning og høy strøm.
Disse diodene brukes som tilbakemeldinger, frihjulsdioder og høyspennings likeretter.
I omvendt sammenbruddstilstand, når strømmen og spenningen til denne dioden er enorm, kan strømforsyningen være høy slik at enheten kan ødelegges.

Vanlige spørsmål

1). Hva er funksjonen til en kraftdiode?

Det er en type krystallinsk halvleder, som brukes til å endre AC til DC, og denne prosessen kalles retting.

2). Hva er anvendelsene av kraftdiode?

Disse diodene brukes der høye spenninger og større strømmer er involvert.

3). Hva er typene strømdioder?

De er rask utvinning, Schottky og generelle formål dioder.

4). Hva er forskjellen mellom strøm og normal diode?

Strømdiode er anvendbar for der høy strøm og spenning brukes som inverter, mens normal diode gjelder for småsignalapplikasjoner.

Dermed handler dette om en oversikt over en kraftdiode som spiller en viktig rolle i kretsene til kraftelektronikk. Disse diodene brukes i omformerkretser, som tilbakeslagsdiode, spenningsreguleringskretser, frihjulsdiode eller beskyttelse av omvendt spenning, etc. Her er et spørsmål til deg, hva er ulempene med kraftdiode?