Eletronica de Potencia 2_20130826213520

FACULDADE PITAGORAS

ELETRNICA DE POTNCIA 1Aula 2 DIODOS SEMICONDUTORES DE

Prof. Claudio Alvares Conceio

Aula 2 DIODOS SEMICONDUTORES DE POTNCIA

ELETRNICA DE POTNCIA

JUNO P N

tomos TrivalentesBoroGliondio

tomos PentavalentesAntimnioFsforoArsnico

Portadores


ndio Arsnico


Polarizao

Se nenhum potencial eltrico externo aplicado, ocorre um natural


Se nenhum potencial eltrico externo aplicado, ocorre um natural rearranjo de cargas nas proximidades da juno.Os portadores negativos do semicondutor N tendem a se difundirem no semicondutor P, atrados pelos seus portadores positivos. E vice-versa. Esses portadores opostos se combinam e formam, em ambos os lados da juno, uma regio com reduo (depleo) de portadores livres.


Polarizao


Se um potencial eltrico externo aplicado na juno conforme Figura acima, a regio de depleo aumenta e quase no h corrente no circuito. Nessa condio, o diodo est inversamente polarizado


Polarizao


Se o potencial externo V aplicado no sentido dado na Figura acima, a regio de depleo diminui e entra em colapso, permitindo a troca dos portadores de carga de ambas as partes. O resultado uma considervel corrente I pelo circuito.Nessa condio, o diodo est diretamente polarizado, ou seja, ele conduz.


Juno PN Diodo de Potncia



Diodo de Potncia

Caractersticas Principais

Alta capacidade de conduo direta


Alta capacidade de bloqueio de tenso reversa

Alta resposta em frequncia


Diodos de Potncia

Diodos Genrico Tempo de recuperao em torno de 25s

Aplicao em baixa frequncia (1kHz)


Aplicao em baixa frequncia (1kHz)

Corrente variando de 1A a milhares de Ampres

Tenso variando de 50V a 5kV


Diodos de Potncia

Diodos de recuperao rpida

Tempo de recuperao em torno de 5s


Aplicao em conversores CC-CC e CA-CC

Corrente variando de 1A a centenas de Ampres

Tenso variando de 50V a 3kV aproximadamente


Curva Caracterstica V x I



Diodos Schottky

VBR < 100V



Curva Caracterstica V x I = (

-1) = Corrente atravs do diodo em A = Corrente de fuga = Tenso do diodo


n = Coeficiente de emisso ou fator de idealidade

= Tenso trmica, sendo =

onde: k = Constante de Boltzmann: 1,3806 x T = Temperatura em kelvin (K = 273 + ) q = Carga do eltron: 1,6022 x coulomb (C)


Curva Caracterstica V x I

Ex. A queda de tenso direta de um diodo depotncia VD = 1,2V e ID = 300A. Supondo que n = 2e VT = 25,8mv, encontrar a corrente de fuga.


-1)


Curvas Caracterstica da Recuperao Reversa



Equaes da Recuperao Reversa

;

;


Para >> , , ento:

!! = " #!! $%$ e #!! = $%$


Recuperao Reversa

Para

Ex. Considerando que o fabricante de um diodo informou os valores a seguir:

a) Taxa de queda da corrente = 20 A/s


b)Tempo de recuperao reversa = 5 s

Encontre a corrente de pico reversa sabendo que ta >> tb(recuperao abrupta).


Diodos Conectados em Srie


ELETRNICA DE POTNCIADiodos Conectados em Srie

Regime Permanente



Regime Permanente

'()*+ , = ,1 = ,2 , /(0 12(: 451 + 781, = 452 +

7*2,

8(9(:0;)


Regime Permanente

Ex: Dois diodos com tenses nominais de 800V e corrente de fuga de 1mA esto conectados em srie em uma fonte AC cujo o valor de pico de 980V. As caractersticas reversas mostrado na figura abaixo. Determine:a) A tenso inversa no diodo.b) O valor do resistor de compartilhamento de tenso, de tal modo que a

tenso em qualquer diodo no ultrapasse 55% de Vs.


tenso em qualquer diodo no ultrapasse 55% de Vs.c) A corrente total da fonte e a perda de potncia nos resistores.

'()*+ , = ,1 = ,2 , /(0 12(: 451 + 781, = 452 +

7*2,

8(9(:0;)


Diodos Conectados em SrieDiviso de tenso sob condies de regime

permanente e transitrio

Circuito


Circuito

snubber


Diodos Conectados em Paralelo




Ex: A corrente total de dois diodos ligados em paralelo de 50A. Para garantir o compartilhamento de corrente, dois resistores so ligados em srie. Determine:a) A resistncia do resistor de compatilamento de corrente, de tal modo que a

corrente que passa atravs de qualquer um dos dois diodos no ultrapasse 55% do valor de I.

b) A perda total de potncia nos resistoresc) A tenso nos terminais da combinao de diodos


c) A tenso nos terminais da combinao de diodos

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