O diodo é um simples dispositivo semicondutor que inclui duas camadas, dois terminais e uma única junção. A junção de diodos normais pode ser formada por meio de semicondutores como o tipo-p e o tipo-n. O terminal no tipo p é conhecido como ânodo, enquanto o terminal no tipo n é conhecido como cátodo. Existem diferentes tipos de diodos estão disponíveis no mercado. Cada tipo tem sua aplicação. Este artigo descreve uma visão geral do diodo de potência. Idealmente, um diodo não deve ter nenhum tempo de recuperação reversa. Mas, o custo digno de tal diodo pode mudar. Em várias aplicações, o efeito do tempo de recuperação reversa não é importante, portanto, diodos de baixo custo também podem ser usados.

O que é um diodo de potência?

Definição: PARA diodo que tem dois terminais como ânodo e cátodo e duas camadas como P e N, usados no eletrônica de potência circuitos é conhecido como diodo de potência. Esse diodo é mais complexo na construção e também na operação porque o dispositivo de baixa potência precisa ser alterado para torná-lo adequado em aplicações de alta potência.

diodo de potência

No poder Circuitos eletrônicos , este diodo desempenha um papel essencial. Ele pode ser usado como um retificador em circuitos de conversor, circuitos de regulação de tensão, diodo flyback / freewheeling , proteção de tensão reversa, etc.

Esses diodos estão relacionados aos diodos de sinal, exceto por uma ligeira disparidade em sua construção. O nível de dopagem no diodo de sinal para a camada P e a camada N é o mesmo, enquanto que, nos diodos de potência, a junção pode ser formada entre uma camada P + fortemente dopada e uma camada N ligeiramente dopada.

Construção

A construção deste diodo inclui três camadas como a camada P +, camada n e camada n +. Aqui, a camada superior é a camada P +, fortemente dopada. A camada do meio é n– camada, é levemente dopada e a última camada é n + camada, e é fortemente dopada.

“o que é uma unidade de controle ”

construção de diodo de energia

Aqui a camada p + atua como um ânodo, a espessura desta camada é de 10 μm e o nível de dopagem é de 10¹⁹cm^-3.

A camada n + atua como um cátodo, a espessura desta camada é 250-300 μm e o nível de dopagem é 10¹⁹cm^-3.

A camada n atua como uma camada intermediária / camada de deriva, a espessura desta camada depende principalmente do queda de tensão e o nível de doping é 10¹⁴cm^-3. Uma vez que a largura dessa camada aumenta, a tensão de ruptura será aumentada.

Princípio de funcionamento do diodo de potência

O princípio de funcionamento deste diodo é semelhante ao normal Diodo de junção PN . Quando a tensão do terminal anódico é mais alta do que a tensão do terminal catódico, o diodo conduz. A faixa de queda de tensão de encaminhamento neste diodo é muito pequena, aproximadamente 0,5 V - 1,2 V. Neste modo, o diodo funciona como uma característica direta.

Se a voltagem do cátodo for mais alta do que a voltagem do ânodo, o diodo atua como modo de bloqueio. Neste modo, o diodo funciona como a característica reversa.

Tipos de diodo de energia

A classificação desses diodos pode ser feita com base no tempo de recuperação reversa, o processo de fabricação e a penetração da região de depleção na condição de polarização reversa.

Os diodos de energia, dependendo do tempo de recuperação reversa, bem como o processo de fabricação são classificados em três tipos, como

Diodos de uso geral
Diodos de recuperação rápida
Schottky Diodes

Diodos de uso geral

Esses diodos têm um grande tempo de recuperação reversa em torno de 25μs, portanto, são aplicáveis em operações de baixa frequência (até 1 kHz) e de baixa velocidade (até 1 kHz).

Diodos de recuperação rápida

Esses diodos têm ação de recuperação rápida devido ao seu tempo de recuperação reversa muito pequeno, inferior a 5μs, usado em aplicações de comutação de alta velocidade

Schottky Diodes

Por favor, consulte este link para saber mais sobre Diodos Schottky

Os diodos de energia, dependendo da penetração da região de depleção, são condições de polarização reversa e são classificados em dois tipos, como

Punch through Diodes
Diodos não perfurantes

Punch through Diodes

O diodo, onde a largura da região de depleção na quebra entra na camada n +, é conhecido como um diodo punch-through.

Diodos não perfurantes

Um diodo em que a largura de uma região de depleção na divisão não passa para a camada n + adjacente é geralmente chamado de diodos não perfurados.

Neste modo, a largura da região de deriva é extra do que a maior largura da região de depleção, portanto, a região de depleção não pode entrar na camada n + adjacente.

Como selecionar?

A seleção do diodo de potência pode ser feita com base na tensão IF (corrente direta) e VRRM (pico inverso).

Esses diodos são protegidos usando circuitos de amortecimento dos picos de sobretensão. Isso pode ocorrer durante o processo de recuperação reversa. Um circuito de amortecimento usado para diodo de energia inclui principalmente um resistor e um capacitor conectado em paralelo com o diodo.

Características V-I

As características V-I de um diodo de potência são mostradas abaixo. Uma vez que a tensão direta aumenta, a corrente direta aumentará linearmente.

Uma quantidade extremamente menor de vazamento de corrente será fornecida na condição de polarização reversa. Esta corrente é independente da tensão reversa aplicada.

A corrente de fuga fornece principalmente por causa dos portadores de carga minoritários no diodo. Conforme a tensão reversa obtém a tensão de ruptura reversa, ocorrerá a ruptura de uma avalanche. Quando o colapso reverso surge, a corrente reversa também aumenta drasticamente com menos aumento na tensão reversa. A corrente reversa pode ser controlada por um circuito externo.

Vantagens e desvantagens do diodo de energia

As vantagens e desvantagens do diodo de potência incluem o seguinte.

A região de junção PN deste diodo é grande e pode fornecer uma grande corrente, no entanto, a capacitância desta junção também pode ser grande, o que funciona em uma frequência mais baixa e geralmente é usado apenas para retificação.
Ele resolverá CA em alta corrente e alta tensão.
A principal desvantagem é seu tamanho e provavelmente precisa ser corrigido para um dissipador de calor durante a condução de uma alta corrente.
Necessita de hardware especializado para instalar e isolar das estruturas metálicas que estão disponíveis nas redondezas.

Formulários

As aplicações do diodo de potência incluem o seguinte.

Este diodo fornece retificação de energia não controlada
É usado em diferentes aplicações como DC suprimentos de energia , para carregar a bateria, inversores e AC retificadores .
Eles são usados como redes de amortecimento e diodos de roda livre devido às suas características como tensão e alta corrente.
Esses diodos são usados como feedback, diodos de roda livre e retificador de alta tensão.
Na condição de ruptura reversa, quando a corrente e a tensão desse diodo são enormes, a dissipação de energia pode ser alta, de forma que o dispositivo pode ser destruído.

FAQs

1). Qual é a função de um diodo de potência?

É um tipo de semicondutor cristalino, usado para mudar AC para DC e este processo é chamado de retificação.

2). Quais são as aplicações do diodo de potência?

Esses diodos são usados onde altas tensões e correntes maiores estão envolvidas.

3). Quais são os tipos de diodos de energia?

Eles são diodos Schottky e de uso geral de recuperação rápida.

4). Qual é a diferença entre potência e diodo normal?

O diodo de energia é aplicável para onde alta corrente e tensão são usadas como inversor, enquanto o diodo normal é aplicável para aplicações de sinais pequenos.

Portanto, isso é tudo sobre uma visão geral de um diodo de energia que desempenha um papel essencial nos circuitos da eletrônica de potência. Esses diodos são usados em circuitos conversores, como diodo flyback, circuitos de regulação de tensão, diodo freewheeling ou proteção de tensão reversa, etc. Aqui fica uma pergunta para você, quais são as desvantagens do diodo de potência?