sunt dispozitive semiconductoare necomandabile, unidirecţionale în curent şi în tensiune. p nAKa)b)AK+-++++p Jpn
Fig. 1.1. Dioda semiconductoare de putere : a) simbolul ; b) structura.
În structura sa există o singură joncţiune p-n, deşi are trei straturi semiconductoare (Fig.1.1) : cele două exterioare (dopate p, respectiv n) sunt puternic dopate (notate din acest motiv p++, respectiv n++) şi permit vehicularea unui număr mare de purtători de sarcină liberi. Datorită lor, o diodă de putere poate suporta densităţi de curent medii de 60 100 A/cm2, valori necesare frecvent în electronica de putere. Stratul median este slab dopat (cel mai adesea p), astfel încât joncţiunea p-n se realizează între un strat slab dopat şi unul puternic dopat. Numai în felul acesta joncţiunea poate suporta tensiuni inverse mari, de 1 5 kV, fără să se străpungă. Diferenţa mare de potenţial între anod şi catod se regăseşte practic în întregime pe stratul slab dopat, strat în care se extinde zona de blocare (săracă în purtători de sarcină liberi) de la joncţiunea p-n.
Dioda are doi electrozi : A numit anod şi K numit catod.
a)b)-AKvF+iFAKvR+-iR
Fig. 1.2. Polarizarea diodei : a) directă ; b) inversă
În circuite, dioda semiconductoare de putere se poate afla în 3 situaţii (Fig.1.2) :
- polarizată direct, situaţie în care mărimile caracteristice se notează cu indicele F (VF şi IF), iar dioda asigură continuitatea circuitului ;
- polarizată invers, situaţie în care mărimile caracteristice se notează cu indicele R (VR şi IR), iar dioda asigură întreruperea circuitului ;
- nepolarizată, situaţie fără importanţă practică în domeniul CSP (întrerupe circ.).
În electronica de putere, dioda este utilizată drept întreruptor necomandabil :
- la polarizare directă - dioda corespunde întreruptorului închis, iar la polarizare inversă dioda corespunde întreruptorului deschis.
ELECTRONICĂ DE PUTERE
1.1. CARACTERISTICA STATICĂ
Caracteristica statică (Fig.1.3) reprezintă variaţia curentului prin diodă ca funcţie de tensiunea la bornele acesteia : )(vfi= şi are două ramuri, corespunzătoare celor două stări de polarizare :
- caracteristica directă, în cadranul unu (notat C I) al planului (i,v) ;
- caracteristica inversă, în cadranul trei (notat C III) al planului (i,v). i=iR[mA]i=iF[A sau kA]IRIF+A-KVFv=vF[V]VBRVRSMVRRMIRMVFv=vR[kV]VToIFronVTo+A-KVRroffC IIIC IOSRFV0α
Fig. 1.3. Caracteristica statică reală a diodei.
Caracteristica directă corespunde polarizării directe a diodei, se numeşte şi caracteristica de conducţie şi este reprezentată în Fig.1.3.a prin ramura OF. Curentul i=iF şi tensiunea v=vF corespunzătoare sunt considerate pozitive, motiv pentru care se trasează în cadranul unu al planului (i,v).
Pentru valori ale tensiunii directe aplicate, mai mari decât tensiunea de prag V0, dioda începe să conducă, deoarece purtătorii de sarcina liberi au energie suficientă pentru a depăşi bariera de potenţial a jonctiunii p-n. Curentul prin diodă creşte mult şi repede : pentru curenţi mari, de zeci sau sute de amperi, căderea de tensiune directă este mică de 1 2V. În cataloagele producătorilor de diode, caracteristica directă este aproximată cu o dreaptă, a cărei prelungire intersectează abscisa în punctul notat VT0. Această tensiune, VT0 > V0, este dată în catalog drept tensiunea de prag şi serveşte la scrierea ecuaţiei dreptei de aproximare a caracteristicii statice directe.
Documentul este oferit gratuit,
trebuie doar să te autentifici in contul tău.
