Τι είναι Ηλεκτρικά Διόδους;

Τι είναι Μονοδιόδους Ισχύος;

Μονοδιόδους Ισχύος

Η μονοδιόδους ισχύος ορίζεται ως διόδους που χρησιμοποιούνται σε κύκλωμα ηλεκτρονικής ισχύος, με τη δυνατότητα να αντιμετωπίζουν υψηλότερες ροές ρεύματος από τις κανονικές διόδους. Διαθέτει δύο πόλους και διαγωγή ρεύματος σε μία κατεύθυνση, με κατασκευή που σχεδιάζεται για εφαρμογές υψηλής ισχύος.

Για να κατανοήσουμε καλύτερα τις μονοδιόδους ισχύος, ας επανεξετάσουμε πώς λειτουργεί μια κανονική διόδους. Η διόδους ορίζεται ως το απλούστερο σεμικαθοδικό συστηματικό, με δύο στρώσεις, δύο πόλους και ένα σύνδεσμο.

Οι κανονικές διόδους σήματος έχουν έναν σύνδεσμο που σχηματίζεται από ένα π-type σεμικαθόδιο και ένα n-type σεμικαθόδιο. Ο πήνακας που συνδέεται με το p-type ονομάζεται ανόδιος, ενώ ο πήνακας που συνδέεται με το n-type ονομάζεται κάθοδος.

Η παρακάτω εικόνα απεικονίζει τη δομή μιας κανονικής διόδους και το σύμβολό της.

Οι μονοδιόδους ισχύος είναι επίσης παρόμοιες με τις κανονικές διόδους, αν και διαφέρουν ελαφρώς στη δομή τους.

Στις κανονικές διόδους (επίσης γνωστές ως "διόδους σήματος"), η επικαλύψη των P και N πλευρών είναι ίδια και έτσι παίρνουμε ένα PN σύνδεσμο, αλλά στις μονοδιόδους ισχύος, έχουμε ένα σύνδεσμο που σχηματίζεται μεταξύ ενός έντονα επικαλυμμένου P και ενός ασθενώς επικαλυμμένου N+ - η στρώση που επιτάσσεται επιταξικά σε μια έντονα επικαλυμμένη N στρώση. Επομένως, η δομή φαίνεται όπως εμφανίζεται στην παρακάτω εικόνα.

Η N– στρώση είναι το βασικό χαρακτηριστικό της μονοδιόδους ισχύος που την καθιστά κατάλληλη για εφαρμογές υψηλής ισχύος. Αυτή η στρώση είναι ελαφρώς επικαλυμμένη, σχεδόν αυτογενής και, επομένως, το συστηματικό είναι επίσης γνωστό ως PIN διόδους, όπου i σημαίνει αυτογενής.

Όπως μπορούμε να δούμε στην παραπάνω εικόνα, η ουδέτερη φορτία της περιοχής του χώρου φορτίου διατηρείται, όπως ήταν στη διόδους σήματος, αλλά η πάχος της περιοχής του χώρου φορτίου είναι αρκετά μεγάλη και βαθιά εισέρχεται στην N– περιοχή.

Αυτό οφείλεται στην ελαφριά επικάλυψη, όπως γνωρίζουμε ότι η πάχος της περιοχής του χώρου φορτίου αυξάνεται με τη μείωση της επικάλυψης.

Αυτή η αυξημένη πάχος της περιοχής της αποδόσεως ή της περιοχής του χώρου φορτίου βοηθά τη διόδους να αποκλείει μεγαλύτερες αντίστροφες τάσεις και, επομένως, να έχει μεγαλύτερη τάση καταστροφής.

Ωστόσο, η προσθήκη αυτής της N– στρώσης αυξάνει σημαντικά την ομική αντίσταση της διόδους, οδηγώντας σε μεγαλύτερη θερμοπαραγωγή κατά την προώθηση της διαγωγής. Επομένως, οι μονοδιόδους ισχύος έρχονται με διάφορες μοντελοποιήσεις για την κατάλληλη αποδόσεις θερμότητας.

Σημασία της N- Στρώσης

Η N- στρώση στις μονοδιόδους ισχύος είναι ελαφρώς επικαλυμμένη, αυξάνοντας την πάχος της περιοχής του χώρου φορτίου και επιτρέποντας υψηλότερες αντίστροφες τάσεις.

Χαρακτηριστικά V-I

Η παρακάτω εικόνα δείχνει τα χαρακτηριστικά V-I μιας μονοδιόδους ισχύος, τα οποία είναι σχεδόν παρόμοια με εκείνα μιας διόδους σήματος.

Στις διόδους σήματος, για την προώθηση, η ροή αυξάνεται εκθετικά, ωστόσο στις μονοδιόδους ισχύος, η υψηλή προώθηση ροής οδηγεί σε υψηλή ομική πτώση, η οποία κυριαρχεί στην εκθετική ανάπτυξη και η καμπύλη αυξάνεται σχεδόν γραμμικά.

Η μέγιστη αντίστροφη τάση που μπορεί να αντιμετωπίσει η διόδους αντιπροσωπεύεται από το VRRM, δηλαδή την κορυφαία επαναλαμβανόμενη αντίστροφη τάση.

Πάνω από αυτή την τάση, η αντίστροφη ροή γίνεται πολύ υψηλή απότομα και, καθώς η διόδους δεν είναι σχεδιασμένη να αποδίδει τέτοια μεγάλη θερμότητα, μπορεί να καταστραφεί. Αυτή η τάση μπορεί επίσης να ονομάζεται κορυφαία αντίστροφη τάση (PIV).

Χρόνος Επαναφοράς

Η παρακάτω εικόνα απεικονίζει το χαρακτηριστικό επαναφοράς της μονοδιόδους ισχύος. Κάθε φορά που η διόδους απενεργοποιείται, η ροή παραμονεύει από το IF σε μηδέν και συνεχίζει σε αντίστροφη κατεύθυνση λόγω των φορτίων που έχουν αποθηκευτεί στην περιοχή του χώρου φορτίου και την περιοχή του σεμικαθόδιου.

Αυτή η αντίστροφη ροή φτάνει σε κορυφαία IRR και ξανά ξεκινά να πλησιάζει την τιμή μηδέν και τελικά, η διόδους απενεργοποιείται μετά από το χρόνο trr.

Αυτός ο χρόνος ορίζεται ως χρόνος επαναφοράς και ορίζεται ως ο χρόνος μεταξύ της στιγμής που η προώθηση ροής φτάνει σε μηδέν και της στιγμής που η αντίστροφη ροή παραμονεύει σε 25% της IRR. Μετά από αυτόν τον χρόνο, η διόδους λέγεται ότι έχει επιτευχθεί την αντίστροφη ικανότητα αποκλεισμού.

Παράγοντας Μαλακότητας

Ο παράγοντας μαλακότητας των μονοδιόδους ισχύος είναι το πηλίκο των χρόνων αφαίρεσης φορτίων από το σεμικαθόδιο και την περιοχή της αποδόσεως, δείχνοντας τα επιτακτικά χαρακτηριστικά τάσης κατά την απενεργοποίηση.