Kas ir spēka diodas?

Kas ir jauda diodas?

Jauda diodas

Jauda diodas definē kā diodu, kas tiek izmantota jaudas elektronikas shēmās un spēj apstrādāt lielākas strāvas nekā parastās diodas. Tā ir divtermiņa ierīce, kas pārved strāvu vienā virzienā, un tā konstrukcija ir izstrādāta augstākas jaudas lietojumiem.

Lai labāk saprastu jaudas diodas, atkal aplūkosim, kā darbojas standarta dioda. Dioda ir definēta kā vienkāršākā poluprovadītāja ierīce ar divām slānīm, diviem termiņiem un vienu savienojumu.

Parastās signāla diodas savienojums ir veidots no p tipa poluprovadītāja un n tipa poluprovadītāja. Vadītājs, kas savienots ar p tipa, sauc par anodu, bet vadītājs, kas savienots ar n tipa, sauc par katodu.

Zemāk redzamā attēlā ir attēlots parastās diodas struktūra un tā simbols.

Jaudas diodas ir līdzīgas parastām diodām, lai gan to konstrukcijā ir nedaudz atšķirības.

Parastajās diodās (arī pazīstamas kā "signāla diodas") abu P un N pusēs dopings stāvoklis ir vienāds, un tādējādi mēs iegūstam PN savienojumu, bet jaudas diodās mēs varam redzēt savienojumu starp stipri dopotu P un viegli dopoto N+ — slāni, kas epitaksijā uzaugts uz stipri dopoto N slāni. Tādēļ struktūra izskatās tā, kā to parāda zemāk redzamais attēls.

N– slānis ir galvenais jaudas diodas īpašība, kas padara to piemērotu augstās jaudas lietojumiem. Šis slānis ir ļoti viegli dopots, gandrīz intrinsisks, un tādēļ ierīce ir pazīstama arī kā PIN dioda, kur i nozīmē intrinsisku.

Kā mēs varam redzēt zemāk redzamajā attēlā, netošanas rādītāju reģiona netošana joprojām ir saglabāta, kā tas bija arī signāla diodā, bet netošanas rādītāju reģiona biezums ir diezgan liels un dziļi ieiet N– reģionā.

Tā notiek tāpēc, ka tās dopings stāvoklis ir viegls, kā mēs zinām, ka netošanas rādītāju reģiona biezums pieaug ar dopings stāvokļa samazināšanos.

Šis netošanas rādītāju reģiona vai netošanas rādītāju reģiona palielinātais biezums palīdz diodai bloķēt lielākus inversus spriegumus un tādējādi nodrošina lielāku pārtraukuma spriegumu.

Tomēr, pievienojot šo N– slāni, diodas ohma pretestība būtiski palielinās, radot lielāku siltuma ģenerēšanu pārsūtīšanas stāvoklī. Tādēļ jaudas diodas tiek piedāvātas ar dažādiem montāžas veidiem, lai nodrošinātu pareizu siltuma izplatīšanos.

N- Slāņa Nozīme

N- slānis jaudas diodās ir viegli dopots, palielinot netošanas rādītāju reģiona biezumu un ļaujot augstākiem inversiem spriegumiem.

U-I Īpašības

Zemāk redzamajā attēlā ir parādītas jaudas diodas U-I īpašības, kas gandrīz līdzīgas signāla diodas īpašībām.

Signāla diodās priekšvirziena reģionā strāva eksponenciāli pieaug, bet jaudas diodās augsta priekšvirziena strāva rada lielu ohma kritumu, kas dominē eksponenciālajam pieaugumam, un līkne pieauga gandrīz lineāri.

Maksimālais inversais spriegums, ko dioda var izturēt, ir attēlots ar VRRM, t. i., maksimālais inversais periodisks spriegums.

Pārsniegus šo spriegumu, inversā strāva ātri kļūst ļoti liela, un, jo dioda nav izstrādāta, lai izlaistu tik lielu siltuma daudzumu, tā var tikt iznīcināta. Šis spriegums var arī tikt dēvēts par maksimālo inverso spriegumu (PIV).

Inversā Atgūšanas Laiks

Attēls parāda jaudas diodas inversās atgūšanas īpašības. Katre reize, kad dioda tiek izslēgta, strāva samazinās no IF līdz nullei un turpinās inversā virzienā, tāpēc ka telpiskā netošanas reģiona un poluprovadītāja reģiona iekšos ir saglabātas lādes.

Šī inversā strāva sasniedz maksimumu IRR un atkal sāk pie