Какво е силов диод - конструкция, видове и неговите приложения

Опитайте Нашия Инструмент За Премахване На Проблемите





Диодът е прост полупроводниково устройство което включва два слоя, два терминала и един кръстовище. Съединението на нормалните диоди може да се формира чрез полупроводници като p-тип и n-тип. Терминалът при p-тип е известен като анод, докато терминалът при n-тип е известен като катод. Има различни видове диоди се предлагат на пазара. Всеки тип има своето приложение. Тази статия разглежда общ преглед на захранващия диод. В идеалния случай диодът не трябва да има време за обратно възстановяване. Но стойността на дизайна на такъв диод може да се промени. В различни приложения ефектът на обратното време за възстановяване не е важен, така че могат да се използват и евтини диоди.

Какво е захранващ диод?

Определение: ДА СЕ диод който има два терминала като анод и катод и два слоя като P & N, използвани в силова електроника вериги е известен като силов диод. Този диод е по-сложен както в конструкцията, така и в експлоатацията, тъй като устройството с ниска мощност трябва да се промени, за да ги направи подходящи за приложения с висока мощност.




Захранващ диод

захранващ диод

В сила електронни схеми , този диод играе съществена роля. Може да се използва като токоизправител в схеми на преобразуватели, вериги за регулиране на напрежението, диод с обратен ход / свободен ход , защита от обратно напрежение и др.



Тези диоди са свързани със сигнални диоди, с изключение на лекото различие в конструкцията му. Нивото на легиране в сигналния диод както за P-слой, така и за N-слой е еднакво, докато при силовите диоди кръстовището може да се образува между силно легиран P + слой и леко допиран N– слой.

Строителство

Конструкцията на този диод включва три слоя като P + слой, n– слой и n + слой. Тук най-горният слой е P + слой, той е силно легиран. Средният слой е n– слой, той е леко легиран, а последният слой е n + слой и е силно легиран.

Мощност-диодна конструкция

мощност-диодна конструкция

Тук p + слой действа като анод, дебелината на този слой е 10 μm & нивото на легиране е 1019.см-3.


Слоят n + действа като катод, дебелината на този слой е 250-300 μm и нивото на легиране е 1019.см-3.

N-слой действа като среден слой / плаващ слой, дебелината на този слой зависи главно от напрежение на пробив & нивото на допинг е 1014.см-3. След като тази ширина на слоя се увеличи, пробивното напрежение ще се увеличи.

Работен принцип на силовия диод

Принципът на работа на този диод е подобен на нормалния PN свързващ диод . Когато напрежението на анодния извод е високо от напрежението на катодния извод, диодът провежда. Диапазонът на спада на напрежението в този диод е много малък приблизително 0.5V - 1.2V. В този режим диодът работи като предна характеристика.

Ако напрежението на катода е високо от напрежението на анода, диодът се изпълнява като блокиращ режим. В този режим диодът се представя като обратната характеристика.

Видове захранващи диоди

Класификацията на тези диоди може да се направи въз основа на обратното време за възстановяване, процеса на производство и проникването на региона на изчерпване в състояние на обърнато отклонение.

Силовите диоди в зависимост от времето за обратно възстановяване, както и от процеса на производство се класифицират в три типа, като например

  • Диоди с общо предназначение
  • Диоди за бързо възстановяване
  • Диоди на Шотки

Диоди с общо предназначение

Тези диоди имат огромно време за обратно възстановяване около 25 μs, поради което са приложими при нискочестотни (до 1 kHz) и нискоскоростни операции (до 1 kHz).

Диоди за бързо възстановяване

Тези диоди имат бързо възстановяване, поради много малкото им време за обратно възстановяване, по-малко от 5 μs, използвано във високоскоростни комутационни приложения

Диоди на Шотки

Моля, обърнете се към тази връзка, за да научите повече за Диоди на Шотки

Силовите диоди в зависимост от проникването в областта на изчерпване са обърнати, предубедените условия се класифицират в два типа като

  • Пробийте през диоди
  • Непробиване през диоди

Пробийте през диоди

Диодът, където ширината на областта на изчерпване при пробив влиза в n + слоя, е известен като пробиващ диод.

Непробиване през диоди

Диод, при който ширината на регион на изчерпване при разрушаването не преминава в съседния n + слой, обикновено се нарича непробивни диоди.

В този режим ширината на отклоняващата се зона е по-голяма от най-голямата ширина на изчерпателната област, поради което изчерпателната област не може да влезе в съседния n + слой.

Как да избера?

Изборът на захранващ диод може да бъде направен въз основа на ПЧ (ток напред) и VRRM (върхово обратно) напрежение.

Тези диоди са защитени чрез използване снубер вериги от пиковете на пренапрежение. Това може да се случи по време на процеса на обратно възстановяване. Snubber схема, използвана за захранващ диод, включва главно резистор & кондензатор, който е свързан паралелно с диода.

V-I характеристики

Характеристиките V-I на захранващ диод са показани по-долу. След като напрежението напред се увеличи, токът напред ще се увеличи линейно.

Изключително по-малко количество изтичане на ток ще осигури в условията на обратното отклонение. Този ток е независим от приложеното обратно напрежение.

Токът на изтичане се доставя главно поради малцинствените носители на заряд в диода. Тъй като обратното напрежение получава обратното напрежение на пробив, тогава ще настъпи пробив на лавина. Когато възникне обратната повреда, обратният ток също ще бъде увеличен драстично с по-малко увеличение на обратното напрежение. Обратният ток може да се контролира от външна верига.

Предимства и недостатъци на силовия диод

Предимствата и недостатъците на силовия диод включват следното.

  • Областта на PN-кръстовището на този диод е голяма и може да достави огромен ток, но капацитетът на тази връзка също може да бъде голям, което работи при по-ниска честота и обикновено се използва само за коригиране.
  • Той ще разреши променлив ток при висок ток и високо напрежение.
  • Основният недостатък е размерът му и вероятно трябва да бъде фиксиран на a система за охлаждане докато провежда силен ток.
  • Той се нуждае от специализиран хардуер за инсталиране и изолиране от металните рамки, които се предлагат в околността.

Приложения

Приложенията на силовия диод включват следното.

  • Този диод осигурява неконтролирано коригиране на мощността
  • Използва се в различни приложения като DC захранвания , за зареждане на батерията, инверторите и AC токоизправители .
  • Те се използват като snubber мрежи и диоди със свободни колела поради техните характеристики като напрежение и силен ток.
  • Тези диоди се използват като диоди с обратна връзка, диоди с свободно движение и токоизправител с високо напрежение.
  • В условията на обратна повреда, когато токът и напрежението на този диод са огромни, разсейването на мощността може да бъде голямо, така че устройството да може да бъде разрушено.

Често задавани въпроси

1). Каква е функцията на захранващ диод?

Това е вид кристален полупроводник, използван за промяна на променлив ток в постоянен и този процес се нарича ректификация.

2). Какви са приложенията на захранващия диод?

Тези диоди се използват там, където участват високи напрежения и по-големи токове.

3). Какви са видовете силови диоди?

Те са бързо възстановяване, Schottky и диоди с общо предназначение.

4). Каква е разликата между мощност и нормален диод?

Захранващият диод е приложим там, където се използват високи ток и напрежение като инвертор, докато нормалният диод е приложим за приложения с малък сигнал.

По този начин става въпрос за всичко преглед на захранващ диод който играе съществена роля във веригите на силовата електроника. Тези диоди се използват в схеми на преобразуватели, като диод с обратен ход, вериги за регулиране на напрежението, диод с свободен ход или защита от обратно напрежение и др. Ето един въпрос към вас, какви са недостатъците на силовия диод?