Diodos

Los diodos de potencia presentan así dos estados contrapuestos. En estado de conducción deben ser capaces de soportar una alta intensidad con una pequeña caída de tensión, mientras que en sentido inverso, deben ser capaces de soportar una fuerte tensión inversa con una pequeña intensidad de fuga. 

La característica tensión-corriente del diodo, considerando la temperatura de trabajo del mismo,responde aproximadamente a la ecuación: 

I = Is [ e ^(V/VT) - 1] = Is [ e ^(qV/KT) - 1]

Para manejar las altas intensidades y tensiones que requiere la rectificación de potencia, es habitual que deba recurrirse a la refrigeracion forzada de los diodos y que se dispongan numerosas ramas en paralelo, conteniendo cada una varios elementos rectificadores conectados en serie.

Generalmente, alos efectos de mantener la continuidad del servicio, se debe sobredimensionar la instalación, de manera que ante la falla de 1, 2 y a veces más elementos, el rectificador averiado se separe del circuito y el equipo conversor prosiga con su operación hasta que el personal de mantenimiento reponga los elementos averiados.

También debe considerarse que los semiconductores presentan una dispersiónde sus características internas, que originan conmutaciones no simultáneas y una distribución despareja de las tensiones y corrientes aplicadas sobre los distintos elementos

Los semiconductores resultan muy sensibles a las sobreintensidades y cambios de temperatura, presentando una característica límite de sobrecarga mucho mas exigente que la de otros dispositivos, por lo que deben protegersecon fusibles especiales. Los elementos rectificadores también son sensibles a las sobretensiones transitorias que aparecen durante las conmutaciones, por lo que cada elemento rectificador generalmente tiene un circuito RC en paralelo para evitar un crecimiento muy rápido de la tensión en la juntura y para producir un mejor reparto de la tensión aplicada sobre los elementos conectados en serie,considerando la dispersión de sus características internas. En algunos casos también se instalan varistores de óxido metálico en paralelo con cada elemento.

Los regímenes de trabajo para los diodos de potencia se establecen sobre las bases de numerosos ensayos, y expresan las recomendaciones del fabricante acerca de las máximas solicitaciones a que pueden someterse los mismos, sin hacer peligrar sucapacidad de funcionamiento.

Las características más importantes del diodo se pueden agrupar de la siguiente forma: 

1 - Características estáticas: 

1.1 - Parámetros en conducción. 
1.2 - Parámetros en bloqueo (polarización inversa). 
1.3 - Modelos estáticos. 

2 - Características dinámicas: 

2.1 - Tiempo de recuperación inverso (trr). 
2.2 - Influencia del trr en la conmutación. 2.3 - Tiempo de recuperación directo. 

3 - Potencias: 

3.1 - Potencia máxima disipable. 
3.2 - Potencia media disipada. 
3.3 - Potencia inversa de pico repetitivo. 
3.4 - Potencia inversa de pico no repetitivo. 

4 - Características térmicas. 

4.1 - Temperatura de la unión.
4.2 - Temperatura de almacenamiento. 
4.3 - Resistencia térmica unión-contenedor.
4.4 - Resistenciatérmica contenedor-disipador.

5 - Características mecánicas. 

6 - Protección contra sobreintensidades. 

En los párrafos siguientes se analizarán estas características por separado.

1 - Características estáticas 

1.1 - Parámetros en conducción

La conducción de corriente en sentido directo determina la mayor parte de las pérdidas de potencia en el diodo, que asimismo contribuyen a sucalentamiento. Por lo tanto, esta característica resulta fundamental para la mayoría de los regímenes de máxima corriente, que también dependen de la temperatura.
Además, en los diodos de silicio normalmente se produce una caída de tensión en la barrera de la juntura que oscila entre los 0,6 y los 0,8 V dependiendo de la temperatura y de la concentración de impurezas en la unión.

Los valores de...