Dioder

Dioden är en icke-linjär elektrisk komponent som utgör ett litet motstånd när strömmen går i "rätt" riktning och spänningen är tillräckligt hög. Den spänning som är tillräckligt hög spänning kallas framspänning och ligger typiskt på 0,65 V. Dioden utgör ett stort motstånd när strömmen går i fel riktning. Läckström är den ström som dioderna kan släppa igenom baklänges trots att de inte ska göra det. Eftersom dioden enbart leder ström i ena riktningen är det viktigt att den kopplas rätt polaritetsmässigt. Sidan som ska vara närmast plus kallas anod och sidan som ska vara närmast minus kallas katod.

En vanlig halvledardiod i kisel består av en ände som är p-dopad och en annan som är n-dopad. Den n-dopade delen har överskott på elektroner och den p-dopade har ett underskott. Gränsen mellan det P- och det N-dopade området kallas för en PN-övergång eller spärrskikt. När N-området i kopplas till en minuspol och P-ändan till en pluspol så leder dioden ström. Elektroner från N-sidan trycks över mot P-sidan där de fyller ut ”hålen” det vill säga bristen på elektroner.
 

Likriktardioder

Likriktardioder används till att skydda komponenter som exempelvis kondensatorer mot felpolarisering och till att göra om växelspänning till likspänning. Dioderna skiljer sig från varandra när det gäller bland annat hur mycket ström de kan släppa igenom (t.ex 3 A) och hur stor läckström de har (t.ex 5 µA).

Fast Recovery-dioder

Så kallade Fast Recovery Dioder (FRD) har en PN-övergång optimerad för snabb återhämtningstid (trr), det vill säga den tid det tar för dioden att börja leda igen efter att backströmmen har försvunnit. FRD-dioder används exempelvis för att skydda effekt-MOSFET’ar i växellikriktare från backströmmar orsakade av induktiva laster. Eftersom MOSFET:ar switchar på hög frekvens behövs ”fast recovery”-dioder för att minimera switchförlusterna. Ofta används MOSFET’ar med integrerade FRD-dioder.

Zenerdioder

Zenerdioder fungerar likadant som andra dioder i framriktningen. Däremot så börjar zenerdioden leda i backriktningen med låg resistans om backspänningen överskrider ett visst värde, den så kallade zenerspänningen. Zenerdioden används framförallt som spänningsbegränsare när man vill hindra att spänningen överskrider ett visst värde.  Zenerdioder tillverkas med fasta standardiserade värden.
 

Schottkydioder

Schottkydioder har snabbare reaktionstid vilket innebär att de klarar högre frekvenser. De används därför ofta som transientskydd på ingångar till digitala kretsar. Framspänningsfallet är 0,2 till 0,4 V, beroende på hur hög ström som passerar dioden.

Kiselkarbid (SiC) har cirka 10 gånger så hög genomslagstålighet mot elektriska fält som dagens komponenter baserade på kisel. Schottky-barriärdioder i SiC tål högre spänning, ger lägre förluster och tål högre temperaturer jämfört med sina motsvarigheter i kisel. 650 V Schottkydioder i SiC används i konstruktioner som kräver snabb kraftomvandling, exempelvis vid effektfaktorkorrigering (PFC), i batteriladdare eller batteribackuper (så kallade UPS’er).
 

Transient Voltage Surpressor

En så kallad Transient Voltage Surpressor, TVS, liknar en Zenerdiod men har en större yta i PN-övergången för att klara högre effekter. Större kiselyta och bättre värmeavledning gör att man klarar högre pulser. Snabba reaktionstider gör att TVS dioder används för att skydda gränssnitt med snabb dataöverföring.

Comptronic AB       Telefon: 08-564 706 70       E-post: mailbox@comptronic.se       Adress: Stormbyvägen 2-4, 163 55 Spånga       Öppettider: må–fr: 08.30–17.00