Hva er en kraftdiode?

En kraftdiode er en krystallinsk halvlederenhet som hovedsakelig brukes til å konvertere vekselstrøm (AC) til likestrøm (DC), en prosess kjent som ensretting. Funnet i strømforsyningskretsene til praktisk talt alt av moderne elektrisk og elektronisk utstyr, er en kraftdiodens funksjon lik en mekanisk enveisventil. Den leder elektrisk strøm med minimal motstand i en retning, kjent som dens fremre retning, mens den forhindrer strøm fra å strømme i motsatt retning. Typisk i stand til å passere så mye som flere hundre ampere fremover, har kraftdioder mye større PN-veikryss og dermed høyere fremadstrøm bæreevne enn deres mindre signaldiodefamilier brukt i forbrukerelektronikk for å regulere og redusere strøm. Dette gjør effektdioder bedre egnet for bruksområder der større strømmer og høyere spenning er involvert.

Produsenter produserer generelt en rekke kraftdioder som er egnet for spesiell bruk. De er vurdert i henhold til den maksimale strømmen de kan bære i retning fremover og den maksimale bakspenningen de tåler. På grunn av motstand oppstår et lite fall i spenning når du fører en elektrisk strøm gjennom en kraftdiode i retning fremover. Motsatt kan en kraftdiode bare tåle en viss mengde spenning som strømmer i motsatt retning før den bryter sammen og slutter å fungere.

Kraftdioder er primært laget av silisium, selv om det også brukes små mengder andre materialer, som bor, galliumarsenid, germanium eller fosfor. En enkelt effektdiode kan brukes til å konvertere vekselstrøm til likestrøm, men dette produserer det som kalles halvbølger varierende likestrøm. Mer ofte er to eller tre eller flere dioder koblet i kretsen for å produsere fullbølgeavhengig DC. Den viktigste av disse er brolikretteren, der fire tilkoblede dioder konverterer både positive og negative seksjoner av en vekselstrømbølge til likestrøm, og dermed produserer fullbølgerettelse.

Elektriske kraftverktøy over hele verden bruker typisk trefaset vekselstrøm for å distribuere strøm. Selv om den leverer varierende likestrøm fra innkommende vekststrøm, leverer ikke en helbølger- eller broetterretter likestrøm med konstant spenning som er nødvendig for å drive mest moderne elektrisk og elektronisk utstyr. Derfor er en reservoarkondensator vanligvis koblet til utgangsenden av likeretteren for å jevne ut den krusede spenningen. For eksempel, i en typisk amerikansk husholdning, passerer trefaset vekselstrøm fra de elektriske hovedkretsløp gjennom tre par kraftdioder. Den resulterende likestrøm glattes deretter ut og leveres ved en spenning som er tilstrekkelig konstant for bruk ved å føre den gjennom en jevn kondensator.