Semiconductores

Diodos de potencia

Los diodos de potencia son muy parecidos a los diodos de señal de unión pn, pero lo que los diferencia de un diodo de pequeña señal es que estos tienen mayores capacidades de manejo de potencia, corriente y voltaje.

Los diodos de potencia como muchos otros de los circuitos de potencia funcionan como interruptores y el diodo es el más simple de ellos. Se puede aplicarcomo por ejemplo, conmutador en rectificadores, corrida libre en reguladores conmutados, inversión de carga de capacitor y transferencia de energía entre componentes, aislamiento de voltaje, regreso de energía de la carga a la fuente de alimentación y recuperación de la energía atrapada.

Como los diodos de potencia son dispositivos unidireccionales, solo conducen cuando el voltaje en el ánodo esmayor que el voltaje de cátodo, el procedimiento de control para un diodo es invertir el voltaje entre el ánodo y el cátodo, cuando solo rectifican en un solo ciclo por lo tanto son dispositivos no controlados.

Fig 1.-Símbolo del Diodo.

Fig 2.-Curva característica.
La tensión VF que en la curva estática de corriente-tensión indica lacaída de tensión cuando el diodo está conduciendo o se encuentra en polarización directa. Para diodos de potencia, y la tensión de caída en directa para un diodo suele ser de 1 a 2 Volts.

Fig 3.- Tiempo y carga de recuperación inversa.

Tiempo de recuperación inversa trr.- Se puede definir como el intervalo de tiempo entre el instante en que la corriente pasapor cero durante el cambio de conducción directa a la conducción de bloqueo inverso, y el momento en que la corriente en sentido inverso ha bajado hasta el 25% de su valor pico IRR.
Carga de recuperación inversa Qrr.- Cantidad de portadores de carga que atraviesan al diodo en sentido dirección inverso. Debido al cambio de conducción directa a una conducción de bloqueo inverso.
Tiempo derecuperación directa.- Es el tiempo para que todos los portadores de mayoría en toda la unión puedan contribuir al flujo de corriente esto es que el diodo vuelva a conducir al aplicársele una corriente en sentido ánodo-cátodo.
Los diodos de potencia son de tres tipos:
1. De propósito general
2. De alta velocidad (recuperación rápida)
3. Schottky.

1.- Los diodos rectificadores de propósitogeneral tienen un tiempo de recuperación inversa relativamente grande, en el caso típico de unos 25ᶙs. Se usan en aplicaciones de baja velocidad donde el tiempo de recuperación no es de mucha importancia).
2.- Los diodos de recuperación rápida tienen tiempo de recuperación corto, en el caso normal de 5µs.Se usan en circuitos convertidores de cd a cd y de cd a ca, donde con frecuencia lavelocidad de conmutación tiene importancia crítica. Esos diodos abarcan especificaciones actuales de voltaje desde 50v hasta unos 3kv, y de menos de 1A hasta cientos de amperes.

3.- El problema de almacenamiento de carga de unión pn se puede eliminar o minimizar en un diodo de Schottky. Esto se logra estableciendo un “potencial de barrera” con un contacto entre un metal y un semiconductor.
La cargarecuperada de un diodo Schottky es mucho menor que la de un diodo equivalente de unión pn. Ya que esto solo se debe a la capacitancia de la unión, es bastante independiente de la inversa. Un diodo schottky tiene una caída de voltaje relativamente baja en sentido directo. Con un voltaje de conducción relativamente bajo tiene una corriente algo alta y viceversa. El resultado es que el voltaje máximoadmisible para este diodo se limita en general a 100V. Las especificaciones de corriente varían de 1 a 400A. Son Ideales para fuentes de alimentación de gran corriente y alto voltaje de cd.

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