ダイオードはシンプルです半導体デバイスこれには、2つの層、2つの端子、および1つのジャンクションが含まれます。通常のダイオードの接合部は、p型やn型などの半導体を介して形成できます。 p型の端子はアノードと呼ばれ、n型の端子はカソードと呼ばれます。違いがあるダイオードの種類市場で入手可能です。それぞれのタイプには用途があります。この記事では、パワーダイオードの概要について説明します。理想的には、ダイオードに逆回復時間がないようにする必要があります。ただし、このようなダイオードの設計コストは変わる可能性があります。さまざまなアプリケーションでは、逆回復時間の影響は重要ではないため、低コストのダイオードも使用できます。

パワーダイオードとは何ですか？

定義： にダイオードアノードとカソードのような2つの端子とPとNのような2つの層があり、パワーエレクトロニクス回路はパワーダイオードとして知られています。このダイオードは、高電力アプリケーションに適したものにするために低電力デバイスを変更する必要があるため、構造と動作がより複雑になります。

パワーダイオード

権力の座電子回路、このダイオードは重要な役割を果たします。コンバータ回路、電圧調整回路の整流器として使用できます。フライバック/フリーホイーリングダイオード、逆電圧保護など。

これらのダイオードは、構造のわずかな違いを除いて、信号ダイオードに関連しています。 P層とN層の両方の信号ダイオードのドーピングレベルは同じですが、パワーダイオードでは、高濃度にドープされたP +層と低濃度にドープされたN–層の間に接合を形成できます。

建設

このダイオードの構造には、P +層、n–層、n +層のような3つの層が含まれます。ここで、最上層はP +層であり、高濃度にドープされています。中間層はn–層で、低濃度にドープされ、最後の層はn +層で、高濃度にドープされています。

“スポット溶接機の動作原理 ”

パワーダイオードの構築

ここで、p +層はアノードとして機能し、この層の厚さは10μm、ドーピングレベルは10です。¹⁹CM^-3。

n +層はカソードとして機能し、この層の厚さは250〜300μmで、ドーピングレベルは10です。¹⁹CM^-3。

n層は中間層/ドリフト層として機能し、この層の厚さは主に降伏電圧＆ドーピングのレベルは10です¹⁴CM^-3。この層幅が増加すると、ブレークダウン電圧が増加します。

パワーダイオードの動作原理

このダイオードの動作原理は通常と同様です PN接合ダイオード。アノード端子の電圧がカソード端子の電圧よりも高い場合、ダイオードは導通します。このダイオードの転送電圧降下の範囲は、約0.5V〜1.2Vと非常に小さいです。このモードでは、ダイオードは順方向特性として機能します。

カソードの電圧がアノードの電圧よりも高い場合、ダイオードはブロッキングモードとして機能します。このモードでは、ダイオードは逆特性のように動作します。

パワーダイオードの種類

これらのダイオードの分類は、逆回復時間、製造プロセス、および逆バイアス条件での空乏領域浸透に基づいて行うことができます。

逆回復時間や製造工程によるパワーダイオードは、次の3種類に分類されます。

汎用ダイオード
高速回復ダイオード
ショットキーダイオード

汎用ダイオード

これらのダイオードの逆回復時間は約25μsと非常に長いため、低周波数（最大1 kHz）および低速動作（最大1 kHz）に適用できます。

高速回復ダイオード

これらのダイオードは、高速スイッチングアプリケーションで使用される5μs未満の非常に短い逆回復時間のため、迅速な回復作用があります。

ショットキーダイオード

詳細については、このリンクを参照してくださいショットキーダイオード

空乏領域の貫通に応じたパワーダイオードは逆バイアス状態になり、次の2種類に分類されます。

ダイオードを介してパンチ
非パンチスルーダイオード

ダイオードを介してパンチ

ブレークダウン時の空乏領域の幅がn +層に入るダイオードは、パンチスルーダイオードとして知られています。

非パンチスルーダイオード

ブレークダウン時の空乏領域の幅が隣接するn +層に到達しないダイオードは、通常、非パンチスルーダイオードと呼ばれます。

このモードでは、ドリフト領域の幅が空乏領域の最大幅よりも広いため、空乏領域が隣接するn +層に入ることができません。

選択方法は？

パワーダイオードの選択は、IF（順方向電流）およびVRRM（ピーク逆方向）電圧に基づいて行うことができます。

これらのダイオードは、スナバ回路過電圧のスパイクから。これは、リバースリカバリのプロセス中に発生する可能性があります。パワーダイオードに使用されるスナバ回路には主に抵抗器＆ダイオードと並列に接続されたコンデンサ。

V-Iの特徴

パワーダイオードのV-I特性を以下に示します。順方向電圧が増加すると、順方向電流は直線的に増加します。

逆バイアス状態では、非常に少ない量の漏れ電流が供給されます。この電流は、印加される逆電圧とは無関係です。

リーク電流は主に、ダイオード内の少数の電荷キャリアのために供給されます。逆電圧が逆降伏電圧を取得すると、アバランシェの降伏が発生します。逆ブレークダウンが発生すると、逆電圧の増加が少なく、逆電流も大幅に上昇します。逆電流は外部回路で制御できます。

パワーダイオードの長所と短所

パワーダイオードの長所と短所は次のとおりです。

このダイオードのPN接合領域は大きく、大電流を供給することができますが、この接合の容量も大きくなる可能性があり、これはより低い周波数で動作し、一般に整流にのみ使用されます。
それは高電流と高電圧でACを分解します。
主な欠点はそのサイズであり、おそらくに固定する必要がありますヒートシンク大電流を流しながら。
周囲にある金属フレームを取り付けて絶縁するための専用ハードウェアが必要です。

アプリケーション

パワーダイオードの用途は次のとおりです。

このダイオードは、制御されていない電力整流を提供します
DCなどのさまざまなアプリケーションで使用されます電源装置、バッテリー、インバーター、ACの充電用整流器。
これらは、電圧や大電流などの特性により、スナバネットワークやフリーホイールダイオードのように使用されます。
これらのダイオードは、フィードバック、フリーホイールダイオード、および高電圧整流器として使用されます。
逆ブレークダウン状態では、このダイオードの電流と電圧が大きいと、消費電力が大きくなり、デバイスが破壊される可能性があります。

よくある質問

1）。パワーダイオードの機能は何ですか？

これは結晶性半導体の一種で、ACをDCに変換するために使用され、このプロセスは整流と呼ばれます。

2）。パワーダイオードの用途は何ですか？

これらのダイオードは、高電圧と大電流が関係する場合に使用されます。

3）。パワーダイオードの種類は何ですか？

それらは、高速回復、ショットキーおよび汎用ダイオードです。

4）。電源と通常のダイオードの違いは何ですか？

パワーダイオードはインバーターのように高電流と高電圧が使用される場合に適用できますが、通常のダイオードは小信号アプリケーションに適用できます。

したがって、これはすべてについてですパワーダイオードの概要これは、パワーエレクトロニクスの回路で重要な役割を果たします。これらのダイオードは、フライバックダイオード、電圧調整回路、フリーホイーリングダイオード、逆電圧の保護など、コンバータ回路で使用されます。ここで質問があります。パワーダイオードの欠点は何ですか。