TIPOS DE DIODOS DE POTENCIA

Diodo de potencia MDD26_12N1B de 36A y 1200V

En el caso ideal, un diodo no debería tener tiempo de recuperación inversa. Sin embargo, el costo de fabricación de ese diodo podría aumentar. En muchas aplicaciones no son importantes los efectos del tiempo de recuperación inversa y se pueden usar diodos poco costosos. Dependiendo de las características de recuperación y de las técnicas de fabricación, los diodos de potencia se pueden clasificar en las tres categorías siguientes:

1. Diodos normales, de propósito general

2. Diodos de recuperación rápida

3. Diodos de Schottky

Las características y las limitaciones prácticas de estos tipos restringen sus aplicaciones.

Diodos de propósito general

Los diodos rectificadores de propósito (o uso) general tienen un tiempo de recuperación inversa

relativamente grande, en el caso típico de unos 25 µs, y se usan en aplicaciones de baja velocidad,

donde no es crítico el tiempo de recuperación (por ejemplo, en rectificadores y convertidores de

diodo, para aplicaciones con una frecuencia de entrada baja, hasta de 1 kHz, y para convertidores conmutados por línea). Esos diodos cubren especificaciones de corriente desde menos de 1 A

y hasta varios miles de amperios, y las especificaciones de voltaje, van de 50 V hasta 5 kV. En general, esos diodos se fabrican por difusión. Sin embargo, los tipos de rectificadores de aleación que se usan en las fuentes de poder para soldar, son lo más económicos y robustos, y sus capacidades pueden llegar hasta 1500 V, 400 A.

En la imagen del apartado siguiente de los diodos de recuperación rápida se muestran diversas configuraciones de los diodos de propósito general, que caen casi siempre en dos tipos: uno se llama tipo perno, o montado en perno, espiga o terminal; el otro se llama tipo de disco, paquete prensado o puck de hockey. En un diodo del tipo montado en

perno, el ánodo o el cátodo puede ser el perno.

Diodos de recuperación rápida

Los diodos de recuperación rápida tienen tiempo de recuperación corto, en el caso normal menor que 5 µs. Se usan en circuitos convertidores de corriente continua (cd ) a corriente continua (cd ) y de corriente continua (cd) a corriente alterna (ca), donde con frecuencia la velocidad de conmutación tiene importancia crítica. Esos diodos abarcan especificaciones actuales de voltaje desde 50 V hasta unos 3 kV, y de menos de 1 A hasta cientos de amperios.

Para voltajes nominales mayores que 400 V, los diodos de recuperación rápida se suelen fabricar por difusión, y el tiempo de recuperación se controla por difusión de platino o de oro.

Para especificaciones de voltaje menores que 400V, los diodos epitaxiales proporcionan velocidades mayores de conmutación que las de los diodos por difusión. Los diodos epitaxiales son angostos de la base, lo que da como resultado un tiempo corto de recuperación tan corto como 50 ns. Los diodos de recuperación rápida de diversos tamaños se ven en la siguiente imagen.

Diodos de recuperación rápida

Diodos Schottky

El problema de almacenamiento de carga de una unión PN se puede eliminar o minimizar en un diodo de Schottky. Esto se logra estableciendo un "potencial de barrera" (o "barrera de potencial") con un contacto entre un metal y un semiconductor. Se deposita una capa de metal sobre una capa delgada epitaxial de silicio tipo N. La barrera de potencial simula el comportamiento de una unión PN. La acción rectificadora sólo depende de los portadores de mayoría, y en consecuencia no queda exceso de portadores de minoría que se recombinen. El efecto de recuperación sólo se debe a la capacitancia propia de la unión del semiconductor.

La carga recuperada de un diodo Schottky es mucho menor que la de un diodo equivalente de unión PN. Ya que eso sólo se debe a la capacitancia de la unión, es bastante independiente de la di/dt inversa. 

Un diodo de Schottky tiene una caída de voltaje relativamente baja en sentido directo. La corriente de fuga de un diodo Schottky es mayor que la de un diodo de unión PN. Un diodo Schottky con voltaje de conducción relativamente bajo tiene una corriente algo alta, y viceversa. El resultado es que el voltaje máximo admisible para este diodo se limita en general a 100 V. Las especificaciones de corriente de los diodos Schottky varían de 1 a 400 A. Son ideales para fuentes de alimentación de gran corriente y alto voltaje de corriente continua (cd). Sin embargo, esos diodos también se usan en fuentes de poder de poca corriente, para tener mayor eficiencia. En la siguiente imagen, se ven rectificadores duales Schottky de 20 y de 30 A.

Rectificadores centrales duales de Schottky para 20 y 30A

Resumiendo lo aprendido en este post

Dependiendo del tiempo de recuperación en conmutación, y de la caída en estado de conducción, los diodos de potencia son de tres tipos: uso general, recuperación rápida y de Schottky.

En nuestra próxima publicación vamos a ver los diodos de carburo de silicio y el modelo Spice de diodo. ¡ Os esperamos !.

Escrito por Archie Tecnology

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