דיודות מיישר בעוצמה גבוהה: פרמטרים בסיסיים, עקרון הפעולה

למרות שכל הדיודות הן מיישרים, המונח מיושם בדרך כלל על מכשירים שנועדו לספק חשמל כדי להבדיל אותם מאלה המשמשים למעגלי אותות קטנים. דיודת מיישר ההספק הגבוה משמשת לתיקון זרם חילופין בתדר אספקה ​​נמוך של 50Hz, עם הספק גבוה הנפלט בזמן עומס.

מאפייני דיודה

המשימה העיקרית של הדיודה היא המרת AC ל DC באמצעות שימוש בגשרים מיישרים. זה מאפשר לחשמל לזרום רק בכיוון אחד, ולהשאיר את אספקת החשמל פועלת.

עיקרון הפעולה של דיודת מיישר קל להבנה. האלמנט שלו מורכב ממבנה הנקרא pn-junction. הצד מסוג p נקרא האנודה, והצד מסוג n נקרא הקתודה. הזרם מועבר מהאנודה לקתודה, ומונע כמעט לחלוטין לזרום בכיוון ההפוך. תופעה זו נקראת יישור. הוא ממיר זרם חילופין לחד כיווני. מכשירים מסוג זה יכולים להתמודד עם חשמל גבוה יותר מאשר דיודות רגילות, וזו הסיבה שהם נקראים חזקים. היכולת לשאת כמות גבוהה של זרם יכולה להיות מסווגת כמאפיין העיקרי שלהם.

היום דיודות סיליקון הנפוצות ביותר. בהשוואה ליסודות מגרמניום, יש להם משטח מליטה גדול. מכיוון שלגרמניום יש עמידות נמוכה לחום, רוב המוליכים למחצה עשויים מסיליקון. למכשירי גרמניום יש מתח הפוך וטמפרטורת מעבר נמוכים משמעותית. היתרון היחיד שיש לדיודה גרמניום על פני סיליקון הוא הערך הנמוך שלה. מתח במהלך פעולה בהטיה קדימה (VF (IO) = 0.3 ÷ 0.5 V עבור גרמניום ו-0.7 ÷ 1.4 V עבור סִילִיקוֹן).

סוגי מיישרים ופרמטרים טכניים

ישנם סוגים רבים ושונים של מיישרים זמינים כיום. בדרך כלל הם מסווגים לפי:

• זרם הפוך מקסימלי;
• זרם שיא מקסימלי;
• מתח הפוך מרבי;
• מתח ישיר;
• סוג האריזה;
• זרם מתוקן מרבי וממוצע.

הסוגים הנפוצים ביותר הם 1 A, 1.5 A, 3 A, 5 A ו-6 A. ישנם גם מכשירים סטנדרטיים עם זרם מתוקן ממוצע מרבי של עד 400 A. המתח קדימה יכול לנוע בין 1.1 mV ל- 1.3 kV.

הפרמטרים העיקריים של דיודות מיישר מאופיינים בגבולות המותרים הבאים:

• IFN - זרם הטיה קדימה מדורג;
• IFRM - שיא ​​מוליכות דיודה זרם חוזרת (לדוגמה, עבור פולסים עם משך של לא יותר מ 3.5 אלפיות השנייה ותדר של 50 הרץ);
• IFSM - שיא ​​מוליכות זרם בלתי חוזרת (לדוגמה, עבור פולס אחד עם משך של פחות מ 10 ms);
• VRWM - שיא ​​מתח הפוך (או מתח הפוך ממוצע בעת עבודה במיישר גל עם עומס התנגדות);
• VRRM - Peak Repetitive Reverse Voltage;
• VRSM - Peak Unchanged Reverse Voltage;
• PTOT הוא הערך המרבי של ההספק המופץ על ידי האלמנט;
• טמפרטורת מעבר מקסימלית Tj;
• התנגדות תרמית בתנאי הפעלה Rth;
• הזרם המיידי המרבי של הדיודה (הוא קובע את ההתנגדות לעומסי יתר).

דוגמה לאלמנט בעל ביצועים גבוהים היא דיודת מיישר זרם גבוה כפול עם זרם 2x30A, וזה טוב יותר כולם מתאימים לתחנות בסיס, רתכים, ספקי כוח AC/DC ויישומים תעשייתיים.

ערך יישומי

כרכיב המוליך למחצה הפשוט ביותר, לדיודה מסוג זה יש מגוון רחב של יישומים במערכות אלקטרוניות מודרניות. מעגלים אלקטרוניים וחשמליים שונים משתמשים ברכיב זה כמכשיר חיוני להשגת התוצאה הרצויה. תחום היישום של גשרים ודיודות מיישרים הוא נרחב. הנה כמה דוגמאות:

• הכללת זרם חילופין במתח קבוע;
• בידוד של אותות מאספקת החשמל;
• התייחסות למתח;
• בקרת גודל האות;
• ערבוב אותות;
• אותות זיהוי;
• מערכות תאורה;
• לייזרים.

​

דיודות מיישרים בעלות הספק גבוה הן מרכיב חיוני של ספקי כוח. הם משמשים לוויסות חשמל במחשבים ובמכוניות, וניתן להשתמש בהם גם במטענים לסוללות ובספקי כוח למחשבים.

בנוסף, הם משמשים לעתים קרובות למטרות אחרות (למשל, בגלאי של מקלטי רדיו לביצוע אפנון רדיו). גרסת דיודות המחסום של Schottky מוערכת במיוחד באלקטרוניקה דיגיטלית. טווח טמפרטורת הפעולה של -40 עד +175 מעלות צלזיוס מאפשר שימוש במכשירים אלה בכל תנאי.