EP02_DIODOS

CICLO V

ELECTRNICA DE POTENCIA

Ing. Angel J. Ordez, MSc(e)

"El"diodo"es"el"disposi+vo"electrnico"ms"simple."Es"un"semiconductor"de"dos"terminales"(nodo"y"Ctodo)"que"ofrece"una"baja"resistencia"del"orden"de" los"m"en"una"polarizacin"y"del"orden"de" los"G"en" la"otra."Esto"lo"convierte"en"un"componente"adecuado"como"rec+ficador."""" El" diodo" exhibe" una" relacin" no" lineal" entre" la" tensin" entre" sus"terminales"y"la"corriente"que"circula"por"l."En"el"anlisis"de"circuitos"con"diodos," se" pueden" realizar" algunas" aproximaciones" que" faciliten" la"resolucin"del"sistema."""" Se" estudian" tambin" algunos" diodos" de" uso" especial," como" son" los"Zener,"LED,"Fotodiodos"y"SchoNky."""" Los" diodos" permiten" desarrollar" circuitos" con" dis+ntas" aplicaciones,"destacando"la"rec+ficacin,"en"cualquiera"de"sus"variantes."

DIO

DO

S D

E PO

TEN

CIA

Introduccin

Caractersticas. Smbolo

Diodo semiconductor: union PN. Referencia: diodos de silicio (Si) Elemento biterminal. Terminales diferentes.

+ Ctodo nodo

Polarizacin directa Polarizacin inversa

+

+

E

I

+

+

E

I

DIO

DO

S D

E PO

TEN

CIA

Caractersticas Generales

Diodo rectificador En P.D. conduce corriente. En P.I. no conduce.

Diodo LED En P.D. conduce corriente y emite luz. En P.I. no conduce corriente y no emite luz.

Fotodiodo Opuesto al anterior. En P.I. absorbe luz detectada y conduce corriente

Diodo Zener En P.D. como el diodo rectificador En P.I., si se supera cierta tensin (tensin Zener) conduce tambin.

DIO

DO

S D

E PO

TEN

CIA

Tipos de Diodos

P40""0"

P2"

i"[A]"V"[Volt.]"

i" +""V""P"

P" "N"

+"""""""""""""P"

P""""""+"

+"""""""""""""P"

+"""""""""""""P"

+

-

+

- -

++- - +

La corriente aumenta fuertemente si se producen pares electrn-hueco adicionales por choque con la red cristalina de electrones y huecos suficientemente acelerados por el campo elctrico de la zona de transicin

Avalancha primaria

DIO

DO

S D

E PO

TEN

CIA

Ideas generales sobre diodos de unin PN

El"diodo"semiconductor"encapsulado"

nodo"

Ctodo"

nodo"

Ctodo"

Encapsulado (cristal o resina sinttica)

Terminal"

Terminal"

P"N"

Marca sealando el ctodo

Contacto"metalPsemiconductor"

Contacto"metalPsemiconductor"

Oblea"de"semiconductor"

DIO

DO

S D

E PO

TEN

CIA

Diodo:&Polarizacin&directa"

"

"

DIO

DO

S D

E PO

TEN

CIA


Diodo:&Polarizacin&inversa"

"

"

DIO

DO

S D

E PO

TEN

CIA


Diodo:&Grfica&del&diodo"

"

"

Si"se"supera"el"voltaje"umbral"o" de" codo," y"suele"tener"un"valor" de" 0,7"vol+os" para" el"d i o d o " d e"germanio"y"de"0 , 3" v o l + o s"pa ra" e l" de"silicio"el"diodo"empezar" a"conducir""PARMETROS&CARACTERSTICOS."

VM"="Voltaje"mximo."Vr"="Voltaje"de"ruptura."IM"="Corriente"mxima""D

IOD

OS

DE

POTE

NC

IA


El"diodo"ideal"

vD"="0"cuando"iD""0"

iD"="0"cuando"vD""0"

DIO

DO

S D

E PO

TEN

CIA


La unin P-N

Funcionamiento:

!Aplicando tensin inversa no hay conduccin de corriente

!Al aplicar tensin directa en la unin es posible la circulacin de corriente elctrica

P N

DIODO SEMICONDUCTOR

DIO

DO

S D

E PO

TEN

CIA


Diodos"

Condensadores"

Corriente&alterna&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&Corriente&conAnua&&&&&&&&&&&Rec+ficador"

Diodo:&Aplicaciones"D

IOD

OS

DE

POTE

NC

IA

DIODOS

Diodos&especiales:&Diodo&LED"

"

"

Se"encierran"en"una"cpsula"que"permita"que"la"radiacin"luminosa"en"forma"de"fotones"salga"al"exterior.""

La"curva"caracters+ca"de"un"diodo"L.E.D."es"similar"a"la"de"cualquier"diodo,"a"diferencia"de"que"el"voltaje"de"codo"es"mucho"mayor,"del"orden"de"1,5"a"2,5"V"con"corrientes"entre"10"y"50"mA""

DIO

DO

S D

E PO

TEN

CIA

TIPOS

Diodos&especiales:&Diodo&ZENER"

"

"

Las"principales"aplicaciones"se"encuentran"las"de"estabilizador,"aunque"tambin"se"pueden"u+lizar"como"limitadores,"recortadores"o"protectores."

Es"un"diodo"que"trabaja"normalmente"polarizado"inversamente,"y"que"+ene"la"caracters+ca"de"mantener"entre"sus"terminales"una"d.d.p."muy"estable"y"propia"de"cada"zener"(voltaje"de"zener).""

DIO

DO

S D

E PO

TEN

CIA


"Encapsulados"de"diodos""D

IOD

OS

DE

POTE

NC

IA

Axiales

DO 35 DO 41 DO 15 DO 201


IOD

OS

DE

POTE

NC

IA

Para grandes potencias

B 44

DO 5


IOD

OS

DE

POTE

NC

IA

Agrupaciones de 2 diodos

2"diodos"en"ctodo"comn" 2"diodos"en"serie"


IOD

OS

DE

POTE

NC

IA

Agrupaciones de 2 diodos (con varias conexiones)


IOD

OS

DE

POTE

NC

IA

Agrupaciones de 2 diodos (sin conectar)

Nombre del dispositivo


IOD

OS

DE

POTE

NC

IA

Agrupaciones de 2 diodos. Diversos encapsulados para el mismo dispositivo

Nombre del dispositivo

Encapsulados


IOD

OS

DE

POTE

NC

IA

Agrupaciones de 4 diodos (puentes de diodos)

Dual in line


IOD

OS

DE

POTE

NC

IA

Agrupaciones de 4 diodos (puentes de diodos)

+ -+ -

"Encapsulados"mixtos"de"diodos"y"otros"disposi+vos"""D

IOD

OS

DE

POTE

NC

IA

Dan origen a mdulos de potencia

- Adecuados para alta potencia y relativa alta frecuencia

- Minimizan las inductancias parsitas del conexionado

- Se usan en aplicaciones industriales, espaciales, militares, etc

- Se pueden pedir a medida

Control de Motores Electrnica militar

DIO

DO

S D

E PO

TEN

CIA

Caractersticas fundamentales de cualquier diodo

1 -Mxima tensin inversa soportada

2 -Mxima corriente directa conducida

3 -Cada de tensin en conduccin

4 -Corriente de inversa en bloqueo

5 -Velocidad de conmutacin

Baja tensin 15 V

30 V

45 V

55 V

60 V

80 V

Alta tensin 500 V

600 V

800 V

1000 V

1200 V

1 Mxima tensin inversa soportada

Media tensin 100 V

150 V

200 V

400 V

Ejemplo de clasificacin

Corresponde a la tensin de ruptura de la unin inversamente polarizada

DIO

DO

S D

E PO

TEN

CIA

1 Mxima tensin inversa soportada

El fabricante suministra (a veces) dos valores:

- Tensin inversa mxima de pico repetitivo VRRM - Tensin inversa mxima de pico no repetitivo VRSM

La tensin mxima es crtica. Superarla suele ser determinante del deterioro irreversible del componente

DIO

DO

S D

E PO

TEN

CIA

2 Mxima corriente directa conducida

El fabricante suministra dos (y a veces tres) valores:

- Corriente eficaz mxima IF(RMS) - Corriente directa mxima de pico repetitivo IFRM - Corriente directa mxima de pico no repetitivo IFSM

Depende de la cpsula

DIO

DO

S D

E PO

TEN

CIA

5 Velocidad de conmutacin Ms informacin suministrada por

los fabricantes STTA506D"

DIO

DO

S D

E PO

TEN

CIA

5 Velocidad de conmutacin

La velocidad de conmutacin (valorada con la trr) ayuda a clasificar los diodos

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 caractersticas de todos los semiconductores (por supuesto, tambin de los diodos) se pueden encontrar en Internet (pdf)

www.irf.com

www.onsemi.com

www.st.com

www.infineon.com

Direcciones web

TRABAJO&GRUPAL

1."DESCRIBA"5"TIPOS"DE"APLICACIONES""ELECTRNICA"DE"POTENCIA"

2. REALICE UN COMENTARIO DE DOS TIPOS DE APLICACIONES QUE A SU CRITERIO SOBRESALGAN

SOBRE LAS OTRAS.

ACTIVIDADES&

TAREA&No.&1&

INVESTIGACIN&

Introduccin&a&la&Teora&de&Potencia&

" Inves+gar"y"describir"los"disposi+vos"Diodos"y"Tiristores,"(Trabajo*a*Mano)"con"

una"extensin"mn."2"pginas,"mx."4"pginas."

LIBRO&

Electrnica&de&Potencia,&ConverAdores,&Aplicaciones&y&Diseo.&

Mohan"Ned,"Undelan"Tore,"Robbins"William"

""""""""Captulo&2.&2.1Introduccin"2.2&Diodos"2.3&Tiristores"2.4&Caracters+cas"deseadas"en"interruptores"controlables

LUNES&23&DE&MARZO&

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