Diod adalah sederhana peranti semikonduktor yang merangkumi dua lapisan, dua terminal & satu persimpangan. Persimpangan diod biasa boleh dibentuk melalui semikonduktor seperti p-type dan n-type. Terminal pada jenis-p dikenali sebagai anod sedangkan terminal pada jenis-n dikenali sebagai katod. Terdapat berbeza jenis diod terdapat di pasaran. Setiap jenis mempunyai aplikasinya. Artikel ini membincangkan gambaran keseluruhan diod kuasa. Sebaik-baiknya, diod mesti tidak mempunyai masa pemulihan terbalik. Tetapi, kos reka bentuk dioda tersebut mungkin berubah. Dalam pelbagai aplikasi, kesan masa pemulihan terbalik tidak penting sehingga diod kos rendah juga dapat digunakan.

Apakah Diod Kuasa?

Definisi: KE diod yang mempunyai dua terminal seperti anod & katod dan dua lapisan seperti P&N, yang digunakan dalam elektronik kuasa litar dikenali sebagai diod kuasa. Diod ini lebih kompleks dalam pembinaan dan juga dalam operasi kerana peranti berkuasa rendah harus berubah untuk menjadikannya sesuai dalam aplikasi daya tinggi.

diod kuasa

Dalam kuasa litar elektronik , diod ini memainkan peranan penting. Ia dapat digunakan sebagai penyearah dalam litar penukar, litar pengatur voltan, flyback / freewheeling diod , perlindungan voltan terbalik, dll.

Diod ini berkaitan dengan diod isyarat kecuali untuk sedikit perbezaan dalam pembinaannya. Tahap doping dalam diod isyarat untuk lapisan-P & lapisan-N adalah sama sedangkan, dalam dioda kuasa, persimpangan dapat terbentuk di antara lapisan P + yang sangat banyak & lapisan-N yang ringan.

Pembinaan

Pembinaan dioda ini merangkumi tiga lapisan seperti lapisan P +, lapisan n- dan lapisan n +. Di sini lapisan atas adalah lapisan P +, ia sangat dicelup. Lapisan tengah adalah lapisan n-, lapisannya ringan dan lapisan terakhir adalah lapisan n +, dan lapisannya sangat banyak.

“suis tiang tunggal vs tiang berganda ”

kuasa-diod-pembinaan

Di sini lapisan p + bertindak sebagai anod, ketebalan lapisan ini adalah 10 μm & tahap doping adalah 10¹⁹cm^-3.

Lapisan n + bertindak sebagai katod, ketebalan lapisan ini adalah 250-300 μm & tahap doping adalah 10¹⁹cm^-3.

Lapisan n bertindak sebagai lapisan tengah / lapisan hanyut, ketebalan lapisan ini bergantung terutamanya pada lapisan voltan kerosakan & tahap doping adalah 10¹⁴cm^-3. Setelah lebar lapisan ini meningkat maka voltan pemecahan akan meningkat.

Prinsip Kerja Diod Kuasa

Prinsip kerja diod ini serupa dengan yang normal Diod persimpangan PN . Apabila voltan terminal anod lebih tinggi daripada voltan terminal katod, diod akan melakukan. Julat penurunan voltan pemajuan dalam diod ini sangat kecil kira-kira 0.5V - 1.2V. Dalam mod ini, diod berfungsi sebagai ciri hadapan.

Sekiranya voltan katod lebih tinggi daripada voltan anod, diod berfungsi sebagai mod penyekat. Dalam mod ini, diod berfungsi seperti ciri terbalik.

Jenis Diod Kuasa

Pengelasan dioda ini dapat dilakukan berdasarkan masa pemulihan terbalik, proses pembuatan & penembusan kawasan penipisan dalam keadaan bias terbalik.

Diod kuasa bergantung pada masa pemulihan terbalik dan juga proses pembuatan dikelaskan kepada tiga jenis seperti

Diod Tujuan Umum
Diod Pemulihan Pantas
Schottky Diodes

Diod Tujuan Umum

Diod ini mempunyai masa pemulihan terbalik yang besar sekitar 25μs oleh itu ia boleh digunakan dalam frekuensi rendah (hingga 1 kHz) & operasi berkelajuan rendah (hingga 1- kHz).

Diod Pemulihan Pantas

Diod ini mempunyai tindakan pemulihan yang cepat kerana masa pemulihan terbalik yang sangat kecil kurang dari 5μs, digunakan dalam aplikasi beralih berkelajuan tinggi

Schottky Diodes

Sila rujuk pautan ini untuk mengetahui lebih lanjut mengenai Diod Schottky

Diod kuasa bergantung pada penembusan kawasan penipisan terbalik keadaan bias diklasifikasikan kepada dua jenis seperti

Tumbuk melalui Diod
Tanpa Punch melalui Diod

Tumbuk melalui Diod

Diod, di mana lebar kawasan penipisan pada pemecahan masuk ke dalam lapisan n +, dikenal sebagai dioda menembus.

Tanpa Punch melalui Diod

Diod di mana lebar kawasan penipisan pada pemecahan tidak masuk ke lapisan n + bersebelahan biasanya disebut dioda tanpa pukulan.

Dalam mod ini, lebar kawasan drift lebih besar daripada lebar kawasan penipisan tertinggi, oleh itu wilayah penipisan tidak dapat masuk ke lapisan n + yang berdekatan.

Bagaimana Memilih?

Pemilihan diod kuasa boleh dilakukan berdasarkan voltan IF (arus maju) & VRRM (puncak terbalik).

Diod ini dilindungi dengan menggunakan litar snubber dari lonjakan voltan berlebihan. Ini mungkin berlaku semasa melakukan proses pemulihan terbalik. Litar snubber yang digunakan untuk diod kuasa merangkumi perintang & kapasitor yang disambungkan selari dengan diod.

Ciri-ciri V-I

Ciri-ciri V-I dioda kuasa ditunjukkan di bawah. Setelah voltan hadapan meningkat maka arus hadapan akan dinaikkan secara linear.

Jumlah kebocoran semasa yang sangat sedikit akan berlaku dalam keadaan bias terbalik. Arus ini bebas daripada voltan terbalik yang digunakan.

Arus kebocoran terutamanya disebabkan oleh pembawa cas minoriti dalam dioda. Oleh kerana voltan terbalik mendapat voltan kerosakan terbalik, maka kerosakan longsor akan berlaku. Apabila kerosakan terbalik muncul, arus balik juga akan dinaikkan secara drastik dengan peningkatan voltan terbalik yang kurang. Arus terbalik dapat dikawal oleh litar luaran.

Kelebihan dan Kekurangan Diod Kuasa

Kelebihan dan kekurangan diod kuasa merangkumi yang berikut.

Kawasan persimpangan PN dioda ini besar & dapat membekalkan arus yang besar, namun kapasitansi persimpangan ini juga boleh besar, yang berfungsi pada frekuensi yang lebih rendah & biasanya digunakan untuk pembetulan sahaja.
Ia akan menyelesaikan AC pada arus tinggi dan voltan tinggi.
Kelemahan utama adalah ukurannya & mungkin perlu diperbaiki ke a sink haba semasa melakukan arus tinggi.
Ia memerlukan perkakasan khusus untuk memasang dan menebat dari bingkai logam yang terdapat di sekitarnya.

Permohonan

Aplikasi diod kuasa merangkumi yang berikut.

Diod ini memberikan pembetulan daya yang tidak terkawal
Ia digunakan dalam aplikasi yang berbeza seperti DC bekalan kuasa , untuk mengecas bateri, penyongsang dan AC penerus .
Ini digunakan seperti rangkaian snubber dan diod roda bebas kerana ciri-cirinya seperti voltan & arus tinggi.
Diod ini digunakan sebagai maklum balas, dioda freewheeling, dan penerus voltan tinggi.
Dalam keadaan pemecahan terbalik, ketika arus dan voltan diod ini besar, pelesapan daya dapat tinggi sehingga peranti dapat hancur.

Soalan Lazim

1). Apakah fungsi diod kuasa?

Ini adalah jenis semikonduktor kristal, digunakan untuk menukar AC ke DC dan proses ini disebut pembetulan.

2). Apakah aplikasi diod kuasa?

Diod ini digunakan di mana voltan tinggi & arus yang lebih besar terlibat.

3). Apakah jenis diod kuasa?

Ia adalah pemulihan cepat, Schottky & diod tujuan umum.

4). Apakah perbezaan antara daya & diod biasa?

Diod kuasa berlaku untuk tempat arus tinggi & voltan digunakan seperti penyongsang sedangkan dioda normal berlaku untuk aplikasi isyarat kecil.

Oleh itu, ini semua berkaitan gambaran keseluruhan diod kuasa yang memainkan peranan penting dalam rangkaian elektronik kuasa. Diod ini digunakan dalam litar penukar, seperti dioda flyback, litar pengatur voltan, diod freewheeling atau perlindungan voltan terbalik, dan lain-lain. Berikut adalah pertanyaan untuk anda, apakah kelemahan diod kuasa?