Nədir Qüvvə Diodları?

Güç diodları nədir?

Güç Diodu

Güç diodu, güc elektronikası dövrlərində istifadə olunan, adi diodlardan daha yüksək cümlələri saxlaya bilən diod kimi təyin edilir. Bu iki terminalı olan və bir istiqamətdə cürmün keçməsini təmin edən qurğu, yüksək gücü təmin etmək üçün dizayn edilmişdir.

Güç diodlarını daha yaxşı anlamaq üçün, standart diodun necə işlədiyini yenidən gözden keçirək. Diod, iki qat, iki terminal və bir qovşağı olan ən sadə yarı-mexanik cihaz kimi təyin edilir.

Adi signal diodları, p tipi yarı-mexanik maddə və n tipi yarı-mexanik maddə arasında formalaşan bir qovşaq ilə təchiz edilir. P tipli hissənin qoşulduğu tərəf anod, n tipli hissənin qoşulduğu tərəf isə katod adlanır.

Aşağıdakı şəkil, adi diodun strukturu və simvolunu göstərir.

Güç diodları da adi diodlara bənzəyir, amma onların inşası bir az fərqlidir.

Adi diodlar (hansı ki, "signal diodu" kimi də tanınır)da, həm P, həm də N tərəflərin dozlaşdırılması eynidir və bu səbəbdən PN qovşaq alınır, lakin güc diodlarında, ağır dozlaşdırılmış P və ağır dozlaşdırılmış N+ arasındakı qovşaq (N+ qatı, ağır dozlaşdırılmış N qatında epitaksial olaraq yetişdirilir). Bu səbəbdən struktur aşağıdakı şəkildəki kimi görünür.

N– qat, güc diodunun yüksək gücü tətbiqlər üçün uyğun olduğu ana xüsusiyyətdir. Bu qat, nisbətən az dozlaşdırılmış, təxminən intrinsikdir və bu səbəbdən cihaz PIN diodu kimi də tanınır, burada i - intrinsik deməkdir.

Yuxarıdakı şəkildən göründüyü kimi, uzay yük bölgüsündəki ümumi zəruriyyət neutraliyati, signal diodunda olduğu kimi saxlanılır, amma uzay yük bölgüsünün qalınlığı çox yüksəkdir və N– bölgəsinə sıx girmişdir.

Bu, onun hafif dozlaşdırılmasından dolayıdır, çünki biz bilirik ki, uzay yük bölgüsünün qalınlığı dozlaşdırılmanın azalması ilə artar.

Uzay yük bölgüsünün və ya depleksiyon bölgüsünün bu artırılmış qalınlığı, diodun daha böyük tərs-biased voltajı bloklaya bilməsini və beləliklə daha böyük söküntü voltajına malik olması üçün kömək edir.

Amma, bu N– qatın əlavə edilməsi, diodun ohmik mukavemetini ciddi şəkildə artırır və bu səbəbdən irəliləyici kəşfiyyat mərhələsində daha çox istilik yaradılır. Bu səbəbdən, güc diodları müxtəlif montajlarla təchiz edilir ki, düzgün istilik dağılışı təmin edilsin.

N- Qatının Önəmi

Güç diodlarındakı N- qat, hafif dozlaşdırılmışdır, uzay yük bölgüsünün qalınlığını artırır və daha yüksək tərs-biased voltajları təmin edir.

V-I Xüsusiyyətləri

Aşağıdakı şəkil, güc diodunun v-i xüsusiyyətlərini göstərir ki, bu, signal diodunun xüsusiyyətlərinə bənzəyir.

Signal diodlarda, irəliləyici bias bölgüsündə cürm üstünlükli artarken, güc diodlarında yüksək irəliləyici cürm, üstünlükli ohmik düşüşün üstünlük almasına səbəb olur və eğri nisbətən xətti artır.

Diodun daya biləcəyi maksimum tərs voltaj, VRRM, yəni tez-tez təkrarlanan tərs voltaj tərəfindən göstərilir.

Bu voltajdan sonra, tərs cürm ciddi şəkildə artar və diod belə bir yüksək miktardaki istiliyin dağıldırılması üçün dizayn edilmədiyinə görə, məhv oluna bilər. Bu voltaja da qobustan tərs voltaj (PIV) deyilə bilər.

Tərs Bərpa Vaxtı

Şəkil, güc diodunun tərs bərpa xüsusiyyətini göstərir. Hər dəfə diod söndürüldükdə, cürm IF-dən sıfıra doğru azalır və daha sonra uzay yük bölgüsü və yarı-mexanik bölgüdə saxlanılan zərurların nəticəsində tərs istiqamətdə davam edir.

Bu tərs cürm, IRR zirvəsinə çatır və yenidən sıfıra doğru yanaşır və nihayət trr vaxtı sonra diod söndürülür.

Bu vaxt, tərs bərpa vaxtı kimi təyin edilir və irəliləyici cürm sıfıra çatdıqdan sonra və tərs cürm IRR-nin 25%-inə çatdıqda aradan keçən vaxt kimi təyin edilir. Bu vaxtdan sonra, diod tərs bloklayıcı qabiliyyətinə sahib olur.

Yumuşaqlıq Faktoru

Güç diodlarının yumuşaqlıq faktoru, yarı-mexanik və depleksiyon bölgüslərdən zərurların çıxarılması vaxtlarının nisbətidir və bu, söndürüləndə voltaj transientlərini göstərir.