DSCF0771

146

4.2 Półprzewodnikowe elementy i układy elektroniczne

Diody mocy

Do konstrukcji diod wykorzystywanych do przełączania większych mocy stosowane są diody krzemowe o dużej powierzchni złącza PN (rys. 1). Materiał półprzewodnikowy ma kształt pastylki mocowanej zwykle warstwą N do obudowy metalowej dobrze przewodzącej ciepło. Obudowa ta może być mocowana dodatkowo na zewnętrznym użebrowanym radiatorze. Pozwala to na uzyskanie niskiej, a więc korzystnej, wartości współczynnika wyrażającego stosunek przyrostu temperatury złącza do wartości przyrostu mocy traconej w diodzie i wywołującej ten przyrost temperatury. Wartość prądu przewodzenia diod mocy można jeszcze bardziej zwiększyć przez zastosowanie wymuszonego chłodzenia zewnętrznego, np. przy użyciu wentylatora.

Zastosowanie wymuszonego chłodzenia zewnętrznego pozwala na zwiększenie prądu pracy diody do wartości przekraczającej nawet trzykrotnie wartość jej prądu znamionowego. Dopuszczalne temperatury graniczne diod krzemowych zawierają się w granicach 140-190°C. Wartości napięć progowych krzemowych diod mocy wahają się w granicach 0,8-1,0 V. Dostępne są diody krzemowe o znamionowych napięciach wstecznych do 4 kV i znamionowych prądów przewodzenia do wartości 4 kA.

Obudowy diod i ich oznakowanie

Do konstrukcji obudów diod stosowane są tworzywa

sztuczne, szkło oraz metale (tab. 1).

pastylka krzemowa

Rys. 1. Poglądowy rysunek konstrukcyjny krzemowej diody mocy

Tab. 1. Przykłady wykonań obudów i oznaczenia diod półprzewodnikowych

Rysunek obudowy odpowiadający wymiarowo przybliżonej wielkości rzeczywistej diody

Oznakowane

katoda

^r==⁼9HB&3⁼

katoda

Katoda diody jest wskazywana przez barwną obwódkę.

Pozostałe barwne oznakowania diody zaczynają się bezpośrednio po oznakowaniu katody.

Katoda diody jest wyróżniona punktem lub wypukłością na obudowie.

W większości diod w obudowie metalowe} katoda jest połączona elektrycznie z obudową. Jeśli jest inaczej, to na obudowie diody znajduje się symbol diody wskazujący jednoznacznie położenie katody.

O typie zastosowanej obudowy decyduje moc znamionowa i przeznaczenie diody. Katoda diody zwykle jest oznaczana w charakterystyczny sposób na obudowie diody (tab. 1). Spotykane są również zespoły diod występujących w jednej obudowie. Typowym przykładem są prostownicze mostki diodowe Graetza zawierające cztery diody. Do celów przełączania lub zabezpieczeń przepięciowych układów zespoły diod montowane są również w obudowy liczące nawet do kilkunastu elementów.

4.Z.2.2 Diody Zenera i Schottky’ego

Diody Zenera

Diody Zenera są wytwarzane z silnie domieszkowanego materiału półprzewodnikowego. Silne domieszkowanie pozwała z jednej strony na uzyskanie niewielkich wartości napięcia przebicia tych diod (napięcia Zenera U_z). z drugiej zaś pozwala na uzyskanie względnie niskiej rezystancji dynamicznej w zakresie przebicia lawinowego. W kierunku przewodzenia diody Zenera mają wtaściwości zbliżone do diod uniwersalnych.

Diody Zenera są polaryzowane w kierunku zaporowym.

W wyniku wzrostu napięcia spolaryzowanej zaporowo diody Zenera wzrasta w niewielkim stopniu jej prąd wsteczny, aż do momentu wystąpienia zjawiska Zenera i zjawiska przebicia lawinowego złącza PN. Wówczas