다이오드는 간단합니다 반도체 장치 두 개의 레이어, 두 개의 터미널 및 단일 접합을 포함합니다. 일반 다이오드의 접합은 p 형 및 n 형과 같은 반도체를 통해 형성 될 수 있습니다. p 형의 단자는 양극으로 알려진 반면 n 형의 단자는 음극으로 알려져 있습니다. 다르다 종류의 다이오드 시장에서 구할 수 있습니다. 각 유형에는 용도가 있습니다. 이 기사에서는 전력 다이오드에 대한 개요를 설명합니다. 이상적으로 다이오드는 역 회복 시간이 없어야합니다. 그러나 이러한 다이오드의 설계 비용은 변경 될 수 있습니다. 다양한 응용 분야에서 역 회복 시간 효과는 중요하지 않으므로 저렴한 다이오드도 사용할 수 있습니다.

파워 다이오드 란?

정의: 에 다이오드 양극 및 음극과 같은 두 개의 단자와 P 및 N과 같은 두 개의 층이 있습니다. 전력 전자 회로는 전력 다이오드로 알려져 있습니다. 이 다이오드는 저전력 장치가 고전력 응용 제품에 적합하도록 변경해야하기 때문에 구조 및 작동면에서 더 복잡합니다.

파워 다이오드

힘에서 전자 회로 ,이 다이오드는 필수적인 역할을합니다. 컨버터 회로, 전압 조절 회로, 플라이 백 / 프리 휠링 다이오드 , 역 전압 보호 등

이 다이오드는 구조상 약간의 차이를 제외하고 신호 다이오드와 관련이 있습니다. P 층과 N 층 모두에 대한 신호 다이오드의 도핑 레벨은 동일하지만 전력 다이오드에서 접합은 고농도로 도핑 된 P + 층과 저농도로 도핑 된 N 층 사이에 형성 될 수 있습니다.

구성

이 다이오드의 구조는 P + 층, n– 층 및 n + 층과 같은 3 개의 층을 포함합니다. 여기에서 최상층은 P + 층이며, 많이 도핑되어 있습니다. 중간 층은 n- 층이고, 약간 도핑되고 마지막 층은 n + 층이며 심하게 도핑됩니다.

“디지털-아날로그 변환기는 어떻게 작동합니까 ”

전력 다이오드 구성

여기서 p + 층은 양극 역할을하고,이 층의 두께는 10μm이고 도핑 수준은 10입니다.¹⁹센티미터^-삼.

n + 층은 음극 역할을하며이 층의 두께는 250-300 μm이며 도핑 수준은 10입니다.¹⁹센티미터^-삼.

n- 층은 중간 층 / 드리프트 층 역할을하며,이 층의 두께는 주로 항복 전압 & 도핑 수준은 10입니다.¹⁴센티미터^-삼. 이 층 폭이 증가하면 항복 전압이 증가합니다.

파워 다이오드의 작동 원리

이 다이오드의 작동 원리는 정상과 유사합니다 PN 접합 다이오드 . 양극 단자의 전압이 음극 단자의 전압보다 높으면 다이오드가 전도됩니다. 이 다이오드의 포워딩 전압 강하 범위는 약 0.5V – 1.2V로 매우 작습니다. 이 모드에서 다이오드는 순방향 특성으로 작동합니다.

음극의 전압이 양극의 전압보다 높으면 다이오드는 차단 모드로 작동합니다. 이 모드에서 다이오드는 역 특성처럼 작동합니다.

파워 다이오드의 유형

이러한 다이오드의 분류는 역 회복 시간, 제조 공정 및 역 바이어스 조건에서 공핍 영역 침투를 기반으로 할 수 있습니다.

역 회복 시간과 제조 공정에 따른 파워 다이오드는 다음과 같은 3 가지 유형으로 분류됩니다.

범용 다이오드
고속 복구 다이오드
쇼트 키 다이오드

범용 다이오드

이 다이오드는 약 25μs의 거대한 역 회복 시간을 가지므로 저주파 (최대 1kHz) 및 저속 작동 (최대 1kHz)에 적용 할 수 있습니다.

고속 복구 다이오드

이 다이오드는 고속 스위칭 애플리케이션에 사용되는 5μs 미만의 매우 작은 역 복구 시간으로 인해 빠른 복구 동작을 제공합니다.

쇼트 키 다이오드

자세한 내용은이 링크를 참조하십시오. 쇼트 키 다이오드

공핍 영역의 침투에 따른 전력 다이오드는 역 바이어스 상태가됩니다.

다이오드를 통한 펀치
Non-Punch through 다이오드

다이오드를 통한 펀치

항복시 공핍 영역의 폭이 n + 층으로 들어가는 다이오드를 펀치 스루 다이오드라고합니다.

Non-Punch through 다이오드

항복시 공핍 영역의 폭이 인접한 n + 층을 통과하지 않는 다이오드를 일반적으로 비 펀치 스루 다이오드라고합니다.

이 모드에서 드리프트 영역의 폭은 공핍 영역의 가장 높은 폭보다 추가되므로 공핍 영역은 인접한 n + 레이어로 들어갈 수 없습니다.

선택하는 방법?

전력 다이오드 선택은 IF (순방향 전류) 및 VRRM (피크 역) 전압을 기반으로 할 수 있습니다.

이 다이오드는 다음을 사용하여 보호됩니다. 스 너버 회로 과전압 스파이크에서. 역 복구 프로세스를 수행하는 동안 발생할 수 있습니다. 파워 다이오드에 사용되는 스 너버 회로는 주로 저항기 & 다이오드와 병렬로 연결된 커패시터.

V-I 특성

파워 다이오드의 V-I 특성은 다음과 같습니다. 순방향 전압이 증가하면 순방향 전류가 선형 적으로 증가합니다.

역 바이어스 조건에서는 극히 적은 양의 누설 전류가 공급됩니다. 이 전류는 적용된 역 전압과 무관합니다.

누설 전류는 주로 다이오드의 소수 전하 캐리어로 인해 공급됩니다. 역 전압이 역 항복 전압을 얻으면 눈사태의 항복이 발생합니다. 역방향 항복이 발생하면 역방향 전압의 증가가 적어 역방향 전류도 급격히 증가합니다. 역전 류는 외부 회로로 제어 할 수 있습니다.

파워 다이오드의 장단점

파워 다이오드의 장단점은 다음과 같습니다.

이 다이오드의 PN 접합 영역은 크고 큰 전류를 공급할 수 있지만,이 접합의 커패시턴스도 클 수 있으며 이는 낮은 주파수에서 작동하며 일반적으로 정류에만 사용됩니다.
고전류 및 고전압에서 AC를 해결합니다.
가장 큰 단점은 크기이며 아마도 방열판 고전류를 전도하는 동안.
주변에서 사용할 수있는 금속 프레임을 설치하고 절연하기위한 특수 하드웨어가 필요합니다.