Diodo De Potencia
Artigos Científicos: Diodo De Potencia. Pesquise 862.000+ trabalhos acadêmicosPor: mark1979 • 28/9/2013 • 2.017 Palavras (9 Páginas) • 601 Visualizações
CAPÍTULO 2 - DIODO DE POTÊNCIA :
2.1 - CARACTERÍSTICAS DO DIODO :
O diodo de potência tem uma importância muito grande em circuitos eletrônicos de
potência. Ele pode ser utilizado em retificadores ( conversor CA/CC ), como diodo de
retorno ( freewheeling diode - transferência de energia ), isolador de tensão, etc.
Em algumas análises, o diodo pode ser assumido como uma chave ideal mas,
sempre observando que este componente tem algumas limitações.
O diodo de potência tem configuração similar ao diodo de sinal, sendo que opera
em uma faixa de potência bem maior que o diodo de sinal. Na formação deste diodo, são
utilizados três processos de dopagem no mesmo componente. Inicialmente há uma forte
dopagem da região nque forma o catodo do diodo; uma dopagem, de menor intensidade,
forma uma camada intermediária responsável pela barreira de potencial do diodo. A
terceira dopogem que utiliza o processo de difusão, tem a função de formar o anodo do
diodo ( região p).
A área do anodo varia de acordo com o valor de corrente que este deverá suportar.
Para diodos que suportam milhares de ampères, a área pode ter vários cm
2
.
A velocidade de chaveamento é menor, no diodo de potência, quando comparado
com o de sinal.
p
n
A
K
A
K
(a) (b) (c)
Figura 1.7 : a) estrutura; b) símbolo; c) característica VxI do diodo
A característica VxI do diodo pode ser representada pela expressão :
() IIe DSVVDT =−.
/η
1
(1.1.)
I
V
Vr
Vk
2
onde :
ID ⇒ corrente através do diodo
VD ⇒ tensão sobre o diodo
IS ⇒ corrente de fuga ( 10
-15
A ≤IS ≤10
-6
A )
η η⇒⇒ coeficiente de emissão ( 1 a 2 ) : depende do tipo de material de que é
construído o diodo
VT ⇒constante de tensão térmica
VT= k.T temperatura absoluta
constante de Boltzmann = 1,3806x10
-23
J/K
VT
( 25° C ) ≅25,8mV
2.1.1 - CARACTERÍSTICA DE RECUPERAÇÃO REVERSA :
A corrente em uma polarização direta do diodo é devido ao efeito de portadores
majoritários e minoritários. Quando o diodo está conduzindo e sua corrente direta é levada
à zero (comutação natural ou forçada ), o diodo continuará conduzindo devido aos
portadores minoritários que permanecem armazenados na junção pn e no corpo do diodo .
Estes portadores necessitam de um certo tempo para se recombinarem com cargas opostas
e se neutralizarem. Este tempo é chamado de tempo de recuperação reversa ( trr ) do
diodo.
Na figura 1.8 é mostrada a característica de recuperação reversa para uma diodo. O
tempo trr é medido à partir do instante em que a corrente pelo diodo passa por zero, até o
instante em que a corrente no diodo é de 25% do máximo valor ( pico ) da corrente
reversa Irr.
O tempo trr é composto de duas componentes ta e tb. ta é devido às cargas
armazenadas na região de depleção do diodo e, tb é devido às cargas armazenadas no corpo
do diodo. A razão tb/ta fornece o fator de amortecimento ( softness factor SF ). Assim :
trr ta tb =+ (1.2.)
A corrente reversa de pico do diodo é expressa por :
Irr ta
di
dt
= . (1.3.)
3
Figura 1.8
O tempo trr depende da temperatura da junção do diodo, da taxa de descida da
corrente direta e da corrente direta imediatamente antes da comutação.
A carga de recuperação reversa Qrr, é a soma das cargas portadoras que fluem
através do diodo, na direção contrária devido a mudança da polarização do diodo. Este
valor de Qrr é determinado por :
Qrr Irr ta Irr tb Irr trr =+= 1
2
1
2
1
2
. . . . . . (1.4.)
ou :
Irr
Qrr
trr
=
...