El diodo es un simple dispositivo semiconductor que incluye dos capas, dos terminales y una única unión. La unión de diodos normales se puede formar a través de semiconductores como tipo py tipo n. El terminal en el tipo p se conoce como ánodo, mientras que el terminal en el tipo n se conoce como cátodo. Hay diferentes tipos de diodos están disponibles en el mercado. Cada tipo tiene su aplicación. Este artículo analiza una descripción general del diodo de potencia. Idealmente, un diodo no debe tener tiempo de recuperación inverso. Pero, el costo digno de dicho diodo puede cambiar. En varias aplicaciones, el efecto del tiempo de recuperación inverso no es importante, por lo que también se pueden usar diodos de bajo costo.
¿Qué es un diodo de potencia?
Definición: A diodo que tiene dos terminales como ánodo y cátodo y dos capas como P & N, utilizadas en el electrónica de potencia circuitos se conoce como diodo de potencia. Este diodo es más complejo en construcción y operación porque el dispositivo de baja potencia tiene que cambiar para que sea apropiado en aplicaciones de alta potencia.
diodo de potencia
En poder circuitos electrónicos , este diodo juega un papel fundamental. Se puede utilizar como rectificador en circuitos convertidores, circuitos de regulación de voltaje, flyback / diodo de rueda libre , protección de voltaje inverso, etc.
Estos diodos están relacionados con los diodos de señal excepto por una ligera disparidad en su construcción. El nivel de dopaje en el diodo de señal tanto para la capa P como para la capa N es el mismo mientras que, en los diodos de potencia, la unión se puede formar entre una capa P + fuertemente dopada y una capa N- ligeramente dopada.
Construcción
La construcción de este diodo incluye tres capas como la capa P +, la capa n– y la capa n +. Aquí la capa superior es la capa P +, está muy dopada. La capa intermedia es n– capa, está ligeramente dopada y la última capa es n + capa, y está muy dopada.
construcción de diodos de potencia
Aquí la capa p + actúa como un ánodo, el grosor de esta capa es de 10 μm y el nivel de dopaje es de 1019cm-3.
La capa n + actúa como un cátodo, el grosor de esta capa es 250-300 μm y el nivel de dopaje es 1019cm-3.
La capa n actúa como una capa intermedia / capa de deriva, el grosor de esta capa depende principalmente de la cortocircuito y el nivel de dopaje es 1014cm-3. Una vez que este ancho de capa aumenta, aumentará el voltaje de ruptura.
Principio de funcionamiento del diodo de potencia
El principio de funcionamiento de este diodo es similar al normal Diodo de unión PN . Cuando el voltaje del terminal del ánodo es alto que el voltaje del terminal del cátodo, el diodo conduce. El rango de caída de voltaje de reenvío en este diodo es muy pequeño, aproximadamente 0.5V - 1.2V. En este modo, el diodo funciona como característica directa.
Si el voltaje del cátodo es alto que el voltaje del ánodo, el diodo funciona como modo de bloqueo. En este modo, el diodo funciona como la característica inversa.
Tipos de diodo de potencia
La clasificación de estos diodos se puede realizar en función del tiempo de recuperación inverso, el proceso de fabricación y la penetración de la región de agotamiento en condiciones de polarización inversa.
Los diodos de potencia en función del tiempo de recuperación inverso así como del proceso de fabricación se clasifican en tres tipos tales como
- Diodos de uso general
- Diodos de recuperación rápida
- Diodos Schottky
Diodos de uso general
Estos diodos tienen un tiempo de recuperación inverso enorme de alrededor de 25μs, por lo que son aplicables en operaciones de baja frecuencia (hasta 1 kHz) y baja velocidad (hasta 1 kHz).
Diodos de recuperación rápida
Estos diodos tienen un acto de recuperación rápida debido a su muy pequeño tiempo de recuperación inversa de menos de 5μs, utilizado en aplicaciones de conmutación de alta velocidad.
Diodos Schottky
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Los diodos de potencia que dependen de la penetración de la región de agotamiento son condición polarizada inversa se clasifican en dos tipos, tales como
- Perforar diodos
- Diodos sin perforación
Perforar diodos
El diodo, donde el ancho de la región de agotamiento en la ruptura entra en la capa n +, se conoce como diodo perforado.
Diodos sin perforación
Un diodo donde el ancho de una región de agotamiento en la ruptura no atraviesa la capa n + adyacente generalmente se llama diodos no perforados.
En este modo, el ancho de la región de deriva es mayor que el ancho más alto de la región de agotamiento, por lo tanto, la región de agotamiento no puede entrar en la capa n + adyacente.
¿Cómo seleccionar?
La selección del diodo de potencia se puede realizar en función del voltaje IF (corriente directa) y VRRM (el pico inverso).
Estos diodos están protegidos mediante circuitos amortiguadores de los picos de sobretensión. Esto puede ocurrir mientras se realiza el proceso de recuperación inversa. Un circuito amortiguador utilizado para diodos de potencia incluye principalmente una resistencia & un condensador que está conectado en paralelo con el diodo.
Características V-I
Las características V-I de un diodo de potencia se muestran a continuación. Una vez que aumenta el voltaje directo, la corriente directa aumentará linealmente.
Se suministrará una cantidad extremadamente menor de fuga de corriente en la condición de polarización inversa. Esta corriente es independiente del voltaje inverso aplicado.
La corriente de fuga se suministra principalmente debido a los portadores de carga minoritarios en el diodo. A medida que la tensión inversa obtiene la tensión de ruptura inversa, se producirá la ruptura de una avalancha. Cuando surge la avería inversa, la corriente inversa también aumentará drásticamente con un menor aumento en el voltaje inverso. La corriente inversa se puede controlar mediante un circuito externo.
Ventajas y desventajas del diodo de potencia
Las ventajas y desventajas del diodo de potencia incluyen las siguientes.
- La región de unión PN de este diodo es grande y puede suministrar una gran corriente, sin embargo, la capacitancia de esta unión también puede ser grande, que funciona a una frecuencia más baja y generalmente se usa solo para rectificación.
- Resolverá CA a alta corriente y alto voltaje.
- La principal desventaja es su tamaño y probablemente deba fijarse a un disipador de calor mientras conduce una corriente alta.
- Necesita hardware especializado para instalar y aislar de los marcos de metal que están disponibles en los alrededores.
Aplicaciones
Las aplicaciones del diodo de potencia incluyen las siguientes.
- Este diodo proporciona una rectificación de potencia incontrolada
- Se utiliza en diferentes aplicaciones como DC. fuentes de alimentación , para cargar la batería, inversores y AC rectificadores .
- Estos se utilizan como redes de amortiguación y diodos de rueda libre debido a sus características como voltaje y alta corriente.
- Estos diodos se utilizan como retroalimentación, diodos de rueda libre y rectificador de alto voltaje.
- En condiciones de avería inversa, cuando la corriente y el voltaje de este diodo son enormes, la disipación de potencia puede ser alta, por lo que el dispositivo puede destruirse.
Preguntas frecuentes
1). ¿Cuál es la función de un diodo de potencia?
Es un tipo de semiconductor cristalino, que se utiliza para cambiar CA a CC y este proceso se llama rectificación.
2). ¿Cuáles son las aplicaciones del diodo de potencia?
Estos diodos se utilizan cuando están involucrados altos voltajes y corrientes más grandes.
3). ¿Cuáles son los tipos de diodos de potencia?
Son diodos de recuperación rápida, Schottky y de propósito general.
4). ¿Cuál es la diferencia entre potencia y diodo normal?
El diodo de potencia es aplicable donde se utilizan alta corriente y voltaje como inversor, mientras que el diodo normal es aplicable para aplicaciones de pequeña señal.
Por lo tanto, se trata de una descripción general de un diodo de potencia que juega un papel fundamental en los circuitos de la electrónica de potencia. Estos diodos se utilizan en circuitos convertidores, como diodo flyback, circuitos de regulación de voltaje, diodo de marcha libre o protección de voltaje inverso, etc. Aquí tienes una pregunta, ¿cuáles son las desventajas del diodo de potencia?
