Die Diode ist eine einfache Halbleiterbauelement Dazu gehören zwei Schichten, zwei Anschlüsse und eine einzige Verbindung. Der Übergang normaler Dioden kann durch Halbleiter wie p-Typ und n-Typ gebildet werden. Der Anschluss am p-Typ ist als Anode bekannt, während der Anschluss am n-Typ als Kathode bekannt ist. Es gibt verschiedene Arten von Dioden sind auf dem Markt erhältlich. Jeder Typ hat seine Anwendung. Dieser Artikel beschreibt eine Übersicht über die Leistungsdiode. Idealerweise darf eine Diode keine Rücklaufzeit haben. Die Deigning-Kosten einer solchen Diode können sich jedoch ändern. In verschiedenen Anwendungen ist der Effekt der umgekehrten Wiederherstellungszeit nicht wichtig, so dass auch kostengünstige Dioden verwendet werden können.
Was ist eine Leistungsdiode?
Definition: ZU Diode das hat zwei Anschlüsse wie Anode & Kathode und zwei Schichten wie P & N, die in der verwendet werden Leistungselektronik Schaltungen sind als Leistungsdioden bekannt. Diese Diode ist sowohl im Aufbau als auch im Betrieb komplexer, da Geräte mit geringer Leistung geändert werden müssen, um sie für Anwendungen mit hoher Leistung geeignet zu machen.
Leistungsdiode
In Kraft elektronische Schaltkreise spielt diese Diode eine wesentliche Rolle. Es kann als Gleichrichter in Wandlerschaltungen, Spannungsregelkreisen, verwendet werden. Flyback / Freilaufdiode , Sperrspannungsschutz usw.
Diese Dioden beziehen sich auf Signaldioden, mit Ausnahme einer geringfügigen Ungleichheit in ihrer Konstruktion. Der Dotierungspegel in der Signaldiode ist sowohl für die P-Schicht als auch für die N-Schicht gleich, wohingegen bei Leistungsdioden der Übergang zwischen einer stark dotierten P + -Schicht und einer leicht dotierten N– -Schicht gebildet werden kann.
Konstruktion
Der Aufbau dieser Diode umfasst drei Schichten wie die P + -Schicht, die n– -Schicht und die n + -Schicht. Hier ist die oberste Schicht die P + -Schicht, sie ist stark dotiert. Die mittlere Schicht ist n - Schicht, sie ist leicht dotiert und die letzte Schicht ist n + Schicht und sie ist stark dotiert.
Power-Dioden-Konstruktion
Hier wirkt die p + -Schicht als Anode, die Dicke dieser Schicht beträgt 10 & mgr; m und der Dotierungsgrad 1019cm-3.
Die n + -Schicht wirkt als Kathode, die Dicke dieser Schicht beträgt 250-300 & mgr; m und der Dotierungsgrad beträgt 1019cm-3.
Die n-Schicht wirkt als mittlere Schicht / Driftschicht, die Dicke dieser Schicht hängt hauptsächlich von der ab Die Spannung unterbrechen & das Dopingniveau beträgt 1014cm-3. Sobald diese Schichtbreite zunimmt, wird die Durchbruchspannung erhöht.
Funktionsprinzip der Leistungsdiode
Das Funktionsprinzip dieser Diode ähnelt dem normalen PN-Sperrschichtdiode . Wenn die Spannung des Anodenanschlusses hoch ist als die Spannung des Kathodenanschlusses, leitet die Diode. Der Bereich des Weiterleitungsspannungsabfalls in dieser Diode ist sehr klein, ungefähr 0,5 V - 1,2 V. In diesem Modus arbeitet die Diode als Vorwärtskennlinie.
Wenn die Spannung der Kathode höher als die Spannung der Anode ist, wirkt die Diode als Sperrmodus. In diesem Modus verhält sich die Diode wie die Sperrcharakteristik.
Arten von Leistungsdioden
Die Klassifizierung dieser Dioden kann basierend auf der Umkehrwiederherstellungszeit, dem Herstellungsprozess und dem Eindringen in den Verarmungsbereich im umgekehrten Vorspannungszustand erfolgen.
Die Leistungsdioden in Abhängigkeit von der Rückgewinnungszeit sowie dem Herstellungsprozess werden in drei Typen eingeteilt, wie z
- Allzweckdioden
- Schnelle Wiederherstellungsdioden
- Schottky-Dioden
Allzweckdioden
Diese Dioden haben eine enorme Rücklaufzeit um 25 μs und sind daher für Niederfrequenz- (bis zu 1 kHz) und Niedriggeschwindigkeitsoperationen (bis zu 1 kHz) geeignet.
Schnelle Wiederherstellungsdioden
Diese Dioden haben eine schnelle Wiederherstellungswirkung aufgrund ihrer sehr kleinen Rückwärtswiederherstellungszeit von weniger als 5 μs, die in Hochgeschwindigkeitsschaltanwendungen verwendet wird
Schottky-Dioden
Weitere Informationen finden Sie unter diesem Link Schottky-Dioden
Die Leistungsdioden sind in Abhängigkeit von der Durchdringung des Verarmungsbereichs umgekehrt vorgespannt und werden in zwei Typen eingeteilt, wie z
- Durch Dioden stanzen
- Non-Punch durch Dioden
Durch Dioden stanzen
Eine Diode, bei der die Breite des Verarmungsbereichs beim Durchbruch in die n + -Schicht eintritt, ist als Durchschlagdiode bekannt.
Non-Punch durch Dioden
Eine Diode, bei der die Breite eines Verarmungsbereichs beim Durchbruch nicht in die benachbarte n + -Schicht übergeht, wird üblicherweise als Nicht-Punch-Through-Dioden bezeichnet.
In diesem Modus ist die Breite des Driftbereichs größer als die höchste Breite des Verarmungsbereichs, daher kann der Verarmungsbereich nicht in die benachbarte n + -Schicht eintreten.
Wie wähle ich aus?
Die Auswahl der Leistungsdiode kann basierend auf der ZF-Spannung (Durchlassstrom) und der VRRM-Spannung (Spitzeninverse) erfolgen.
Diese Dioden sind durch Verwendung geschützt Snubber-Schaltkreise von den Spitzen der Überspannung. Dies kann während der umgekehrten Wiederherstellung auftreten. Eine Dämpfungsschaltung, die für eine Leistungsdiode verwendet wird, umfasst hauptsächlich ein Widerstand & ein Kondensator, der parallel zur Diode geschaltet ist.
V-I Eigenschaften
Die V-I-Eigenschaften einer Leistungsdiode sind unten gezeigt. Sobald die Durchlassspannung ansteigt, wird der Durchlassstrom linear erhöht.
Eine extrem geringere Menge an Stromleck liefert im umgekehrten Vorspannungszustand. Dieser Strom ist unabhängig von der angelegten Sperrspannung.
Der Leckstrom liefert hauptsächlich aufgrund der Minoritätsladungsträger in der Diode. Wenn die Sperrspannung die Sperrspannung erhält, tritt eine Lawine aus. Wenn der Sperrstrom auftritt, wird auch der Sperrstrom drastisch erhöht, wobei die Sperrspannung weniger ansteigt. Der Rückstrom kann durch einen externen Stromkreis gesteuert werden.
Vor- und Nachteile der Leistungsdiode
Die Vor- und Nachteile der Leistungsdiode umfassen die folgenden.
- Der PN-Übergangsbereich dieser Diode ist groß und kann großen Strom liefern. Die Kapazität dieses Übergangs kann jedoch auch groß sein, was bei einer niedrigeren Frequenz funktioniert und im Allgemeinen nur zur Gleichrichtung verwendet wird.
- Es löst Wechselstrom bei hohem Strom und hoher Spannung auf.
- Der Hauptnachteil ist seine Größe und muss wahrscheinlich auf a behoben werden Kühlkörper während ein hoher Strom geleitet wird.
- Für die Installation und Isolierung der in der Umgebung verfügbaren Metallrahmen ist spezielle Hardware erforderlich.
Anwendungen
Die Anwendungen der Leistungsdiode umfassen die folgenden.
- Diese Diode sorgt für eine unkontrollierte Gleichrichtung
- Es wird in verschiedenen Anwendungen wie DC verwendet Netzteile , zum Laden des Akkus, der Wechselrichter und der Klimaanlage Gleichrichter .
- Diese werden aufgrund ihrer Eigenschaften wie Spannung und Hochstrom wie Dämpfungsnetzwerke und Freilaufdioden verwendet.
- Diese Dioden werden als Rückkopplungs-, Freilaufdioden und Hochspannungsgleichrichter verwendet.
- Im umgekehrten Durchbruchzustand kann die Verlustleistung hoch sein, wenn der Strom und die Spannung dieser Diode sehr groß sind, so dass das Gerät zerstört werden kann.
FAQs
1). Was ist die Funktion einer Leistungsdiode?
Es ist eine Art kristalliner Halbleiter, der verwendet wird, um Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln, und dieser Prozess wird Gleichrichtung genannt.
2). Was sind die Anwendungen von Leistungsdioden?
Diese Dioden werden verwendet, wenn hohe Spannungen und größere Ströme beteiligt sind.
3). Welche Arten von Leistungsdioden gibt es?
Sie sind schnelle Wiederherstellungs-, Schottky- und Allzweckdioden.
4). Was ist der Unterschied zwischen Leistung und normaler Diode?
Die Leistungsdiode ist anwendbar, wenn Hochstrom und Spannung wie ein Wechselrichter verwendet werden, während eine normale Diode für Kleinsignalanwendungen geeignet ist.
Das ist also alles über eine Übersicht über eine Leistungsdiode das spielt eine wesentliche Rolle in den Schaltkreisen der Leistungselektronik. Diese Dioden werden in Wandlerschaltungen verwendet, wie Flyback-Dioden, Spannungsregelkreisen, Freilaufdioden oder Schutz gegen Sperrspannung usw. Hier ist eine Frage für Sie, was sind die Nachteile von Leistungsdioden?
