Was ist eine Diode?

Struktur	Symbol	AnwendungenãE Merkmale
		Wird für die Gleichrichtung verwendet (d. h. die Primärseite des Netzteilblocks) Hauptsächlich Klasse 1A und höher, hohe Durchbruchspannung (400 V/600 V)

Gleichrichtungsdioden wandeln, wie der Name impliziert, allgemeine Wechselstromfrequenzen in Gleichstrom um. Zur Gleichrichtung gehört primär die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom, wobei hohe Spannungen und Ströme vorliegen können. Die Umwandlungseffizienz variiert beachtlich je nach der vorhandenen Frequenz und den Bedingungen. Daher werden verschiedene Typen angeboten, wie Niedrig-V_F-Modelle (Durchlassspannung), Modelle mit hoher Schaltfähigkeit und Low-Noise-Modelle.

Wechseldiode (SW): Struktur und Funktionen

Struktur	Symbol	Anwendungenï―ĨMerkmale
		Optimal geeignet für eine Vielzahl an Schalteranwendungen SchaltgeschwindigkeitïžšKurze Sperr-Erholzeit (trr)

Diese Dioden werden als Schalter verwendet. Die Bereitstellung von Spannung in Vorwärtsrichtung lässt den Strom fließen (EIN). Umgedreht lässt die Bereitstellung von Spannung in Rückwärtsrichtung den Strom stoppen. Wechseldioden werden normalerweise durch kürzere Sperr-Erholzeiten (trr) charakterisiert, was zu einer besseren Schalterleistung führt.

Schalter EIN	Schalter AUS

Was ist die Sperr-Erholzeit (trr)?

Bei der Sperr-Erholzeit (trr) handelt es sich um die Zeit, die eine Wechseldiode benötigt, um vollständig von einem AUS-Status in einen EIN-Status zu wechseln. Im Allgemeinen können Elektronen nicht sofort gestoppt werden, nachdem der Betrieb auf AUS geschaltet wird, und ein Teil des Stroms fließt in die entgegengesetzte Richtung. Je höher dieser Ableitstrom ist, desto größer der Verlust. Die Sperr-Erholzeit kann jedoch mit Schwermetalldiffusion, Materialoptimierung oder durch die Entwicklung von Hochgeschwindigkeitsdioden (FRD, Fast Recovery Diodes) verkürzt werden, die das Schwingen nach der Erholphase unterdrücken.

Struktur	Symbol	Anwendungenï―ĨMerkmale
		Wird für die sekundäre Gleichrichtung des Stroms verwendet Niedrige VF(geringer Verlust), große IR Hohe Schaltgeschwindigkeit

Im Gegensatz zu konventionellen Dioden, die ihre Diodenmerkmale über eine PN-Sperrschicht (Halbleiter-Halbleiter) zeigen, verwenden Schottky-Dioden eine Schottky-Sperre, die aus einer Halbleiter-Sperrschicht besteht. Dies führt zu niedrigeren VF-Merkmalen (Abfall der Durchlassspannung) im Vergleich zu Dioden mit einer PN-Sperrschicht und ermöglicht schnellere Schaltgeschwindigkeiten. Ein Nachteil ist jedoch der größere Ableitstrom (IR), der Gegenmaßnahmen erforderlich macht, um thermisches Durchgehen zu vermeiden.

Schottky-Dioden, die häufig für die sekundäre Gleichrichtung des Stroms verwendet werden, zeigen Merkmale, die je nach verwendetem Metalltyp sehr variieren können. ROHM bietet eine umfassende Produktpalette von industrieführenden Schottky-Dioden, die verschiedene Metalle verwenden.

• RB**1-Serien mit niedrigem V_F-Typ
• RB**0-Serien mit niedrigem l_R-Typ
• ROHM bietet die RB**8-Serie der ultraniedrigen I_R-Dioden für Anwendungen in der Automobiltechnik

Thermisches Durchgehen

Schottky-Dioden sind anfällig für übermäßige Wärmeentwicklung während hoher Ströme. Als ein Ergebnis kann die Kombination von großer Wärme mit erhöhtem IR (Ableitstrom) zu einem Anstieg der Gehäusetemperatur und der Umgebungstemperatur führen. Als Konsequenz kann eine falsche thermische Auslegung zu einer Wärmemenge führen, die die abgeleitete Menge übersteigt. Dies kann zu übermäßiger Wärmeerzeugung, Ableitstrom und möglicherweise zu Schäden führen. Dieses Phänomen wird "Thermisches Durchgehen" genannt.

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		Used in constant voltage circuits Protects ICs from damage due to surge currents and ESD Generates a constant voltage when voltage is supplied in the reverse direction

Zener-Dioden werden meist in Schaltkreisen mit konstanter Spannung verwendet, um eben eine konstante Spannung zu gewährleisten, selbst dann, wenn die Spannung schwankt. Oder als Schutzelement vor Spitzenstrom und elektrostatischer Entladung. Anders als Standard-Dioden, die in Vorwärtsrichtung eingesetzte werden, sind Zener-Dioden dazu gedacht, in Rückwärtsrichtung eingesetzt zu werden. Die Durchbruchsspannung einer Zener-Diode nennt man auch die Zener-Spannung (VZ), und ihr aktueller Wert in diesem Moment ist der Zener-Strom (IZ). Angesichts der immer kleiner werdenden Bauteile und der steigenden Leistung von elektronischen Geräten ist in den letzten Jahren der Bedarf an fortschrittlicheren Schutzgeräten gestiegen, was zum Entstehen der TVS-Dioden geführt hat (Transient Voltage Suppression/transiente Spannungsunterdrückung).

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		Hochfrequenzschaltung→Geeignet für Mobiltelefone usw. Regelwiderstandselement für AGC(*) und Abschwächungsschaltkreise *: Automatic Gain Control, automatischer Verstärkungsregler Die (interne) Diodenkapazität (Ct) ist sehr gering

Ein l-Typ-Halbleiter mit hohem Widerstand wird verwendet, um eine deutlich niedrigere Diodenkapazität zu erlangen (C_t). Demzufolge fungieren PIN-Dioden als Regelwiderstand mit Durchlassspannung und verhalten sich wie ein Kondensator mit Sperrvorspannung. Hochfrequenzmerkmale (niedrige Kapazität führt zu minimalen Auswirkungen von Signalleitungen) ermöglichen so die Verwendung als Regelwiderstandselemente in einem breiten Spektrum von Anwendungen. Dazu gehören Abschwächer, Hochfrequenzsignalschalter (z. B. Mobiltelefone, für die eine Antenne erforderlich ist) und AGC-Schaltkreise.

Durchlassspannung	Sperrspannung
Variabler Widerstand mit Durchlassspannung	Kondensator mit Sperrvorspannung

Was ist die Diodenkapazit (C_t)？

Die Größe der internen Aufladung beim Bereitstellen einer Sperrvorspannung wird Diodenkapazität genannt (C_t). Eine elektrisch neutrale Übergangsschicht wird durch Füllen der intrinsischen Schicht, die zwischen P- und N-Schichten erstellt wird, mit Ladungsträgern (Löchern und Elektronen) geformt. Die Übergangsschicht fungiert als parasitärer Kondensator, dessen Kapazität proportional zum Bereich der PN-Sperrschicht und umgekehrt proportional zum Abstand (d) ist. Der Abstand wird durch die Konzentration von P- und N-Schichten bestimmt. Das Anlegen von Spannung an die Diode führt zu einer vergrößerten Übergangsschicht und zu einer verminderten C_t. Die erforderliche C_t variiert je nach Anwendung.

［Anlegen einer Sperrspannung］