Диоды высокого напряжения

Диоды высокого напряжения

Высоковольтные диоды предназначены для использования в высоковольтных устройствах. Существует много типов высоковольтных диодов, в основном в зависимости от их конструкции.  

Типы диодов: 

Диоды с PN переходом предназначены для универсального применения. Высоковольтный стабилитрон - это особый тип диода с PN-переходом, который предназначен для работы в режиме обратного смещения (путем приложения более высокого напряжения к материалу N, чем к материалу P). Стабилитрон действует как обычный выпрямитель до тех пор, пока подаваемое напряжение не достигнет определенного значения (напряжения стабилитрона или лавинного напряжения). В этот момент диод проводит большой ток.  

PIN диоды

PIN-диоды представляют собой трехслойные полупроводниковые диоды, состоящие из внутреннего слоя, разделяющего сильно легированные слои P и N. Заряд, накопленный в собственном слое, вместе с другими параметрами диода определяет сопротивление диода на ВЧ- и СВЧ-частотах. Обычно это сопротивление составляет от кОм до менее 1 Ом для данного диода.

PIN-диоды высокого напряжения часто используются в качестве переключателей или элементов аттенюатора. Радиочастотные диоды предназначены для обработки частотных (RF) сигналов в таких устройствах, как стереоусилители, радиопередатчики, телевизионные мониторы и другие радиочастотные или микроволновые устройства.

Диоды-ограничители переходных напряжений (TVS) - это полупроводники, которые ограничивают перенапряжения. Токоограничивающие диоды (CLD) регулируют ток в широком диапазоне напряжений. Диоды Ганна - это устройства с переносом электронов (TED), которые имеют область отрицательного сопротивления. Диоды с временным прохождением лавины ударной ионизации (IMPATT) - это высоковольтные диоды, которые работают с очень высокой частотой и мощностью.

Высоковольтные диоды Шоттки

Диоды с барьером Шоттки используются в высокочастотных устройствах и устройствах с быстрым переключением. В простейшем виде состоят из металлического слоя, контактирующего с полупроводниковым элементом. Этот переход металл / полупроводник демонстрирует выпрямляющие свойства (то есть ток легче проходит через структуру с одной полярностью, чем с другой).

Диоды Шоттки используются в основном в высокочастотных устройствах и устройствах с быстрым переключением. Поскольку они работают только с большинством несущих, нет обратного тока утечки, как в случае с другими типами диодов. 
В диодах Шоттки металлическая область сильно заселена электронами зоны проводимости. Полупроводниковая область N-типа слабо легирована. При прямом смещении электроны с более высокой энергией в N-области инжектируются в область металла, где они очень быстро отдают свою избыточную энергию.

Поскольку нет неосновных носителей (как в обычных выпрямительных диодах), происходит очень быстрая реакция на изменение смещения. По этой причине диоды Шоттки используются в высокочастотных приложениях и во многих цифровых схемах для уменьшения времени переключения. Диоды Шоттки также известны как диоды с горячей несущей.

Высоковольтные варакторные диоды

Варакторные диоды - это диоды с PN-переходом, которые действуют как конденсаторы с регулируемым напряжением при работе под обратным смещением. PN-переходы обладают собственной емкостью. Когда переход смещен в обратном направлении, увеличение приложенного напряжения вызывает расширение обедненной области, таким образом увеличивая эффективное расстояние между двумя"тарелки"конденсатора и уменьшая эффективную емкость. Регулируя градиент легирования и ширину перехода, можно управлять диапазоном емкости, и емкость пути изменяется в зависимости от приложенного обратного напряжения.

Диапазон емкости четыре к одному не является проблемой. Фактически, типичный варакторный диод (иногда называемый"варикап диод") может изменяться от 60 пикофарад (пФ) при нулевом смещении до 15 пФ при 20 вольт (В). Прецизионное производство позволяет достичь диапазона емкости до десяти к одному. Обычно варакторные диоды используются в электронных системах настройки, чтобы исключить использование и необходимость в движущихся частях.