(Gp:) P (Gp:) N (Gp:) + (Gp:) – (Gp:) i (Gp:) V Curva
característica (Gp:) 0 (Gp:) 1 (Gp:) VD (Gp:) i [mA] (Gp:)
V [V] (Gp:) (exponencial) DIODOS DE POTENCIA A (ánodo) K
(cátodo) (Gp:) -40 (Gp:) 0 (Gp:) -2 (Gp:) i [?A] (Gp:) V
[Volt.]
Concepto de diodo ideal En polarización inversa, la
corriente conducida es nula, sea cual sea el valor de la
tensión inversa aplicada (Gp:) En polarización
directa, la caída de tensión es nula, sea cual sea
el valor de la corriente directa conducida Ánodo
Cátodo (Gp:) i (Gp:) V i V + – curva característica
DIODOS DE POTENCIA
El diodo semiconductor Ánodo Cátodo Ánodo
Cátodo Encapsulado (cristal o resina sintética)
(Gp:) Terminal (Gp:) Terminal (Gp:) P (Gp:) N Marca
señalando el cátodo Contacto metal-semiconductor
Contacto metal-semiconductor (Gp:) Oblea de semiconductor DIODOS
DE POTENCIA
(Gp:) 1N4007 (Si) (Gp:) 1N4148 (Si) Encapsulados de diodos DIODOS
DE POTENCIA DO 201 DO 204 Axiales
Agrupación de diodos semiconductores (Gp:) 2 diodos en
cátodo común (Gp:) BYT16P-300A (Si) (Gp:) + (Gp:) ~
(Gp:) ~ (Gp:) + (Gp:) ~ (Gp:) ~ (Gp:) Anillo de diodos (Gp:)
HSMS2827 (Schottky Si) (Gp:) – (Gp:) ~ (Gp:) ~ (Gp:) + (Gp:)
Puente de diodos (Gp:) B380 C1500 (Si) (Gp:) ~ (Gp:) ~ (Gp:) +
(Gp:) – (Gp:) B380 C3700 (Si) DIODOS DE POTENCIA
Encapsulados de diodos DIODOS DE POTENCIA TO 220 AC D 61 DOP 31
TO 247 B 44 DO 5
Encapsulados de diodos DIODOS DE POTENCIA Módulos de
potencia Varios dispositivos en un encapsulado común Alta
potencia Aplicaciones Industriales Se pueden pedir a medida
Motores Satélites
Curvas características y circuitos equivalentes (Gp:) V?
(Gp:) rd real (asintótico) (Gp:) ideal (Gp:) 0 (Gp:) i
(Gp:) V (Gp:) V? (Gp:) pendiente = 1/rd Circuito equivalente
asintótico (Gp:) Curva característica real (Gp:)
Curva característica asintótica (Gp:) Curva
característica ideal DIODOS DE POTENCIA
Parámetros DIODOS DE POTENCIA Parámetros en
inversa: VR= Tensión Inversa (Tensión continua
capaz que es de soportar el diodo) VRM = Tensión de pico
VBR = Tensión de ruptura IR = Corriente inversa (corriente
de fuga) Parámetros en directa: VD = Tensión en
directa I = Corriente directa IAV= Corriente media directa IFM=
Corriente máxima en directa IFRM = Corriente de pico
repetitiva IFSM= Corriente directa de sobrecarga
DIODOS DE POTENCIA Características fundamentales
Tensión de ruptura Caída de tensión en
conducción Corriente máxima Velocidad de
conmutación Tensión de ruptura Baja tensión
Media tensión Alta tensión 15 V 30 V 45 V 55 V 60 V
80 V 100 V 150 V 200 V 400 V 500 V 600 V 800 V 1000 V 1200
V
DIODOS DE POTENCIA Tensión de codo (Gp:) 0 (Gp:) i (Gp:) V
V? pendiente = 1/rd Curva característica real A mayor
tensión de ruptura , mayor caída de tensión
en conducción Señal Potencia Alta tensión
VRuptura VCodo < 100 V 0,7 V 200 – 1000 V < 2 V 10
– 20 kV > 8 V
DIODOS DE POTENCIA Datos del diodo en corte Tensión
inversa VRRM Repetitive Peak Voltage La tensión
máxima es crítica Pequeñas sobretensiones
pueden romper el dispositivo
DIODOS DE POTENCIA Datos del diodo en conducción Corriente
directa IF Forward Current (Gp:) La corriente máxima se
indica suponiendo que el dispositivo está atornillado a un
radiador Corriente directa de pico repetitivo IFRM Repetitive
Peak Forward Current
Comportamiento dinámicamente ideal Transición de
“a” a “b” (Gp:) a (Gp:) b (Gp:) V1 (Gp:)
V2 (Gp:) R (Gp:) i (Gp:) V (Gp:) + (Gp:) – (Gp:) i (Gp:) V (Gp:)
t (Gp:) t (Gp:) V1/R (Gp:) -V2 DIODOS DE POTENCIA
Características dinámicas Indican capacidad de
conmutación del diodo
(Gp:) a (Gp:) b (Gp:) V1 (Gp:) V2 (Gp:) R (Gp:) i (Gp:) V (Gp:) +
(Gp:) – Transición de “a” a “b”
(Gp:) i (Gp:) V (Gp:) t (Gp:) t (Gp:) trr (Gp:) V1/R (Gp:) -V2/R
(Gp:) ts (Gp:) tf (i= -0,1·V2/R) (Gp:) -V2 ts = tiempo de
almacenamiento (storage time ) tf = tiempo de caída (fall
time ) trr = tiempo de recuperación inversa (reverse
recovery time ) DIODOS DE POTENCIA Características
dinámicas
(Gp:) a (Gp:) b (Gp:) V1 (Gp:) V2 (Gp:) R (Gp:) i (Gp:) V (Gp:) +
(Gp:) – (Gp:) i td = tiempo de retraso (delay time ) tr = tiempo
de subida (rise time ) tfr = td + tr = tiempo de
recuperación directa (forward recovery time ) (Gp:) tr
(Gp:) 0,9·V1/R (Gp:) td (Gp:) 0,1·V1/R (Gp:) tfr
Transición de “b” a “a”
(encendido) El proceso de encendido es más rápido
que el apagado. DIODOS DE POTENCIA Características
dinámicas
DIODOS DE POTENCIA Características dinámicas
DIODOS DE POTENCIA Características Principales Corriente
directa Tensión inversa Tiempo de recuperación
Caída de tensión en conducción
Encapsulado
Tiempo de recuperación en inversa DIODOS DE POTENCIA Un
diodo de potencia tiene que poder conmutar rápidamente del
estado de corte al estado de conducción. El tiempo que
tarda en conmutar se llama : TIEMPO DE RECUPERACIÓN EN
INVERSA Los diodos se pueden clasificar en función de su
tiempo de recuperación:
DIODOS DE POTENCIA Tipos de diodos Se clasifican en
función de la rapidez (trr) Standard Fast Ultra Fast
Schottky VRRM trr IF 100 V – 600 V 100 V – 1000 V 200 V – 800 V
15 V – 150 V > 1 ?s 100 ns – 500 ns 20 ns – 100 ns
< 2 ns 1 A – 150 A 1 A – 50 A 1 A – 50 A 1 A
– 50 A Las características se pueden encontrar en
Internet (pdf) Direcciones web www.irf.com www.onsemi.com
www.st.com www.infineon.com
Aplicaciones: DIODOS DE POTENCIA DIODOS DE GAMA MEDIA: Fuentes de
alimentación Soldadores DIODOS RÁPIDOS Aplicaciones
en que la velocidad de conmutación es crítica
Convertidores CD – CA DIODOS SCHOTTKY Fuentes de
alimentación de bajo voltaje y alta corriente Fuentes de
alimentación de baja corriente eficientes