přednáška 6

T VUT v Brně ESO / P6 / J.Boušek 17
Přechod ze závěrného do propustného stavu
Vynucený nárůst proudu v přímém směru velké diF/dt.
Malá koncentrace nerovnovážných nosičů U
F
(I
F0
) >> 1V.
Zaplavování střední oblasti minoritními nosiči U
F
(I
F0
) klesá.

tfr … doba od přiložení impulsu propustného proudu (diF/dt) do
okamžiku, kdy poklesne napětí na diodě na 1,1 hodnoty
stejnosměrného úbytku napětí U
F
(I
F0
)








FEKT VUT v Brně ESO / P6 / J.Boušek 18
(Po změně polarity přiloženého napětí obvodu zabraňuje vysoká
koncentrace nerovnovážných nosičů v kvazineutrálních oblastech
přechodu obnovení závěrného stavu)

Při závěrném zotavení diody klesne koncentrace nerovnovážných
nosičů na hodnotu, která odpovídá závěrnému stavu přechodu.
(!!!! odvedení a rekombinace nadbytečných nosičů !!!)

Závěrné napětí roste v časovém intervalu kdy diodou protéká
velký zpětný proud velký ztrátový výkon roste s di/dt .

Strmý pokles zpětného proudu v okamžiku zotavení
vznik přepětí v obvodech s indukčností !!!

Měkké zotavení (soft recovery):
- řízené rozložení rekombinačních center (≈ doba poklesu)
- popisuje parametr s = t
r

/t
s
(doba poklesu / doba akumulace)
Přechod z propustného do závěrného stavu

UMEL FEKT VUT V BRNĚ J.Boušek / Elektronické součástky / P6
4

FEKT VUT v Brně ESO / P6 / J.Boušek 19
Přechod z propustného do závěrného stavu
Zpětné zotavení ovlivňuje ztrátový výkon dynamické ztráty !!!
FEKT VUT v Brně ESO / P6 / J.Boušek 20
Malý komutační náboj zkrácení doby života větší U
F
(I
F0
)

Velké závěrné napětí široká málo dotovaná vrstva
(+ prostor pro rozšiřování přechodu s napětím) větší U
F
(I
F0
)

Vysoká proudová zatížitelnost:
minimální vzdálenost oblastí P+ a N+ malé (UR(BR)

Řešení – dioda se “stlačeným polem“ PIN (P+PνN+)
- rozšíření oblasti prostorového náboje až do oblasti N+
- intenzita elektrického pole je ve vrstvě I je téměř konstantní
- větší UR(BR) při stejné tloušťce nízkodotované oblasti
- stejné UR(BR) při menší vzdálenosti w krajních N+ a P+ vrstev
- menší U
F
(I
F0
) při stejné době života nosičů
- stejné UR(BR) a U
F
(I
F0
) při kratší době života nosičů

Výkonová PIN dioda: (UR
(BR)
= 1000 V a trr ≈ 0,5 µs)
Výkonová PIN dioda
FEKT VUT v Brně ESO / P6 / J.Boušek 21
U běžných diod závěrném směru:
při přepěťové špičce zničení diody.

Lavinové diody - průraz rovnoměrně po celé ploše přechodu:
- dokonalé krystaly s velkou homogenitou
- Si dotovaný neutronovou přeměnou (transmutací)
- obvodový ochranný prstenec (dvojí difúze)
- průrazné napětí při povrchu krystalu je větší než uvnitř krystalu

Lavinové usměrňovací diody:
- jsou odolné proti přepětím
- snesou velké závěrné proudy
- jsou vhodné pro sériové řazení bez přídavných děličů napětí
- výkonové usměrňovače do 1000 až 1200 V
- ochranné prvky v obvodech s obyčejnými výkonovými diodami
- mají obtížnější výrobu a vyšší cenu
Lavinové usměrňovací diody
FEKT VUT v Brně ESO / P6 / J.Boušek 22
Kuproxidové a selenové usměrňovače
Polykrystalický materiál, velký objemový odpor → úbytek napětí
Kuproxidové diody
- malé prahové napětí
- malé závěrné napětí
-v měřicích přístrojích
Selenové diody
-větší prahové napětí
-větší závěrné napětí
- výkonové usměrňovače
Stárnutí v provozu – větší objemový odpor – větší výkonová ztráta
větší teplota
Odolnost proti přetížení:
- velká plocha a hmotnost
- tepelná setrvačnost
FEKT VUT v Brně ESO / P6 / J.Boušek 23
Kuproxidové a selenové usměrňovače
FEKT VUT v Brně ESO / P6 / J.Boušek 24
Zapojení usměrňovacích diod
Sériový a paralelní usměrňovač.
Usměrňovací můstky
jednofázové – 4 diody
třífázové – 6 diod
Při kapacitní zátěží dimenzovat
na dvojnásobek U
m
!!!!!!!
Pozor u přímého zapojení do
sítě -střídavě FNFNFN !!!!!!!!
jednocestný
dvojcestný