რა არის ძალის დიოდები?

რა არის ძალის დიოდები?

ძალის დიოდი

ძალის დიოდი განიხილება როგორც დიოდი, რომელიც გამოიყენება ძალის ელექტრონიკის სქემებში და შეიძლება უფრო დიდი დენის მოთავსება, ვიდრე ჩვეულებრივ დიოდებში. ის არის ორი ტერმინალით და ერთგვარი დენის მიმართ დარჩენის შესაძლებლობა აქვს, რომელიც დიზაინირებულია უფრო დიდი ძალის აპლიკაციებისთვის.

რათა უფრო კარგად გავიგოთ ძალის დიოდები, დავუბრუნდეთ სტანდარტული დიოდის მუშაობის გამოსახულებას. დიოდი განიხილება როგორც ყველაზე მარტივი სემიკონდუქტორული მოწყობილობა, რომელიც აქვს ორი შრიფტი, ორი ტერმინალი და ერთი ჯანქმენი.

ჩვეულებრივი სიგნალური დიოდების ჯანქმენი შედგება p ტიპის სემიკონდუქტორისა და n ტიპის სემიკონდუქტორისგან. p-ტიპის შრიფტთან დაკავშირებული ტერმინალი ეწოდება ანოდი, ხოლო n-ტიპის შრიფტთან დაკავშირებული ტერმინალი კათოდი.

ქვემოთ მოცემული ფიგურა აღწერს ჩვეულებრივი დიოდის სტრუქტურას და მის სიმბოლოს.

ძალის დიოდები ასევე ჰგავს ჩვეულებრივ დიოდებს, თუმცა მათი კონსტრუქცია ცივით განსხვავდება.

ჩვეულებრივ დიოდებში (ასევე ცნობილი როგორც "სიგნალური დიოდი"), P და N მხარეების დოპირების დონე ერთი და იგივეა და აქვს PN ჯანქმენი, მაგრამ ძალის დიოდებში არის ჯანქმენი, რომელიც შედგება ძლიერ დოპირებული P და ნაკლებად დოპირებული N+ შრიფტების შორის - ეპიტაქსიურად ზრდის ძლიერ დოპირებულ N შრიფტზე. ამიტომ სტრუქტურა ჩანს ქვემოთ მოცემული ფიგურაში.

N– შრიფტი არის ძალის დიოდის მთავარი თვისება, რომელიც ახორციელებს მას საშუალებას უფრო დიდი ძალის აპლიკაციებისთვის. ეს შრიფტი ძალიან ნაკლებად დოპირებულია, თითქმის ინტრინსიკული და ამიტომ მოწყობილობას ასევე უწოდებენ PIN დიოდს, სადაც i ნიშნავს ინტრინსიკულს.

როგორც ჩვენ ვხედავთ ზემოთ მოცემულ ფიგურაში, სივრცის დარჩენის რეგიონის საერთო შარჯის ნეიტრალურობა არის დარჩენილი, როგორც სიგნალურ დიოდში, მაგრამ სივრცის დარჩენის რეგიონის სიმკვრივე ძალიან დიდია და ღრმად დაჭრილია N– რეგიონში.

ეს გამომდინარეობს მის ნაკლებად დოპირებული კონცენტრაციისგან, რადგან ვიცით, რომ სივრცის დარჩენის რეგიონის სიმკვრივე ზრდის დოპირების კონცენტრაციის შემცირებით.

ეს დეპლექციის რეგიონის ან სივრცის დარჩენის რეგიონის ზრდა დიოდს დაუშვებელია უფრო დიდი რევერსული დარჩენის დარჩენა და შესაბამისად უფრო დიდი დარჩენის დარჩენა ჰყავდეს.

თუმცა, N– შრიფტის დამატება დრასტიულად ზრდის დიოდის ელექტრულ რეზისტენტს და შესაბამისად უფრო მეტი თეპლო წარმოქმნის წინ დარჩენის რეჟიმში. ამიტომ ძალის დიოდებს აქვთ სხვადასხვა მონტაჟები საკმარისი თეპლოს გამოსხივებისთვის.

N- შრიფტის მნიშვნელობა

ძალის დიოდებში N- შრიფტი ნაკლებად დოპირებულია, რაც ზრდის სივრცის დარჩენის რეგიონის სიმკვრივეს და საშუალებას აძლევს უფრო დიდ რევერსულ დარჩენებს.

V-I მახასიათებლები

ქვემოთ მოცემული ფიგურა აღწერს ძალის დიოდის v-i მახასიათებლებს, რომელიც თითქმის იდენტურია სიგნალურ დიოდის მახასიათებლებს.

სიგნალურ დიოდებში წინ დარჩენის რეჟიმში დენი ექსპონენციურად ზრდის, მაგრამ ძალის დიოდებში დიდი წინ დარჩენის დენი იწვევს დიდ ელექტრულ დარჩენას, რომელიც დომინირებს ექსპონენციურ ზრდაზე და მრუდი ზრდის თითქმის წრფივად.

დიოდის შესაძლებლობა დარჩენის უფრო დიდი რევერსული დარჩენა აღწერილია VRRM-ით, რომელიც ნიშნავს პიკის რევერსულ რეპეტიტიულ დარჩენას.

ამ დარჩენის ზედა მიმართ რევერსული დენი ძალიან დრტყმიერად ზრდის და რადგან დიოდი არ არის დიზაინირებული ასეთი დიდი თეპლოს გამოსხივებისთვის, ის შეიძლება დაინაცვლოს. ამ დარჩენას ასევე შეიძლება უწოდოთ პიკის ინვერსული დარჩენა (PIV).

რევერსული აღდგენის დრო

ფიგურა აღწერს ძალის დიოდის რევერსული აღდგენის მახასიათებლებს. როდესაც დიოდი გამორთვას, დენი დაირტყმიერება IF-დან ნულამდე და შემდეგ განაგრძობს რევერსული მიმართულებით დარჩენილი შარჯების და სემიკონდუქტორული რეგიონის გამო.

ეს რევერსული დენი აღწერს პიკის IRR-ს და შემდეგ იწყებს ნულის მიახლოებას და ბოლოს დიოდი გამორთვას trr დროს შემდეგ.

ეს დრო განისაზღვრება რევერსული აღდგენის დროის როგორც დრო წინ დარჩენის დენის ნულამდე დასართავად და რევერსული დენის დასართავად ნულის მიახლოებამდე და ბოლოს დიოდი აღწერს რევერსული დარჩენის შესაძლებლობას.

სიმკვრივის ფაქტორი

ძალის დიოდების სიმკვრივის ფაქტორი არის შარჯების წარმოშობის დროების რაციო, რომელიც განისაზღვრება სემიკონდუქტორული რეგიონიდან და დეპლექციის რეგიონიდან, რაც აღწერს დარჩენის მიმართულებით გართული რეჟიმის შესაბამის დენის ტრანსიენტებს.