Hva er strømfordeler?

Hva er effektdioder?

Effektdiode

En effektdiode er definert som en diode som brukes i effektelektronikk-sirkuser, og kan håndtere høyere strøm enn vanlige dioder. Den har to terminaler og leder strøm i én retning, med en konstruksjon som er designet for høyere effektapplikasjoner.

For å forstå effektdioder bedre, la oss gjenoppfriske hvordan en standarddiode fungerer. En diode er definert som den enkleste halvlederkomponenten, med to lag, to terminaler og én junction.

Vanlige signaldioder har en junction dannet av et p-type halvleder og et n-type halvleder. Ledningen som forbinder p-typen kalles anoden, og ledningen som forbinder n-typen kalles katoden.

Figuren under viser strukturen til en vanlig diode og dens symbol.

Effektdioder er også liknende vanlige dioder, selv om de varierer litt i sin konstruksjon.

I vanlige dioder (også kjent som "signaldiode"), er dopingsnivået på både P- og N-siden det samme, og dermed får vi en PN-junction, men i effektdioder har vi en junction dannet mellom en sterkt doped P og en svakt doped N+–laget som er epitaksialt vokst på et sterkt doped N-lag. Derfor ser strukturen ut som vist i figuren under.+

N–-laget er den viktigste egenskapen ved effektdioden som gjør den egnet for høyeffektsapplikasjoner. Dette laget er svakt doped, nesten intrinsisk, og derfor kalles enheten også en PIN-diode, hvor i står for intrinsisk.

Som vi kan se i figuren over, beholder netto ladningsneutraliteten av romladningsregionen seg fremdeles som var tilfellet i signaldioden, men tykkelsen av romladningsregionen er betydelig høy og dypt penetrasjonert inn i N–-regionen.

Dette skyldes dets lave dopingskonsentrasjon, som vi vet at tykkelsen av romladningsregionen øker med en minsking i dopingskonsentrasjon.

Denne økte tykkelsen av uttømmelsesregionen eller romladningsregionen hjelper dioden med å blokkere større reverspolerte spenninger og dermed ha en høyere brytpotensial.

Men, ved å legge til dette N–-laget, økes ohmske motstanden i dioden betydelig, noe som fører til mer varmegenerasjon under forwarding conduction state. Derfor kommer effektdioder med ulike monteringer for riktig varmespredning.

Betydningen av N- Laget

N- laget i effektdioder er svakt doped, øker tykkelsen av romladningsregionen og tillater høyere reverspolerte spenninger.

V-I Karakteristika

Figuren under viser V-I karakteristikken til en effektdiode, som er nesten lik den til en signaldiode.

I signaldioder for forward-bias region øker strømmen eksponentielt, mens i effektdioder høy forward-strøm fører til høy ohmsk fall, som dominerer eksponentiell vekst, og kurven øker nesten lineært.

Den maksimale reversspenningen som dioden kan tåle, vises av VRRM, altså topp revers repetitiv spenning.

Over denne spenningen blir reversstrømmen plutselig meget høy, og da dioden ikke er designet for å dissipere så mye varme, kan den bli ødelagt. Denne spenningen kan også kalles topp invers spenning (PIV).

Revers Gjenopprettingstid

Figuren viser reversgjenopprettingsegenskapene til en effektdiode. Når dioden slås av, avtar strømmen fra IF til null og fortsetter videre i reversretning på grunn av ladninger lagret i romladningsregionen og halvlederregionen.

Denne reversstrømmen når en topp IRR og begynner igjen å nærme seg nullverdi, og til slutt er dioden av etter tid trr.

Denne tiden defineres som reversgjenopprettingstid og defineres som tiden mellom det øyeblikket forward-strømmen når null og det øyeblikket reversstrømmen avtar til 25% av IRR. Etter denne tiden sies dioden å ha oppnådd sin reversblokkeringskapasitet.

Mykhetfaktor

Mykhetfaktoren til effektdioder er forholdet mellom ladningsfjerningstider fra halvlederregionen og uttømmelsesregionen, som indikerer spenningsovergang ved avslutning.