Vad är en kraftdiod?
En kraftdiod är en kristallin halvledaranordning som huvudsakligen används för att konvertera växelström (AC) till likström (DC), en process som kallas likriktning. Hittad i kraftförsörjningskretsarna för praktiskt taget all modern elektrisk och elektronisk utrustning är en kraftdiodfunktion liknande en mekanisk enkelriktningsventil. Den leder elektrisk ström med minimal motstånd i en riktning, känd som dess riktning framåt, samtidigt som den förhindrar att ström flyter i motsatt riktning. Vanligtvis kapabla att passera så mycket som flera hundra ampere framåt, har kraftdioder mycket större PN-korsningar och därmed högre framströmstransportförmåga än deras mindre signaldiodfamiljer som används i konsumentelektronik för att reglera och minska strömmen. Detta gör effektdioder bättre lämpade för applikationer där större strömmar och högre spänningar är involverade.
Tillverkarna producerar vanligtvis ett antal kraftdioder som är lämpliga för speciellt bruk. De värderas enligt den maximala ström som de kan bära i framåtriktningen och den maximala bakspänningen de tål. På grund av motstånd inträffar en liten spänningsfall när en elektrisk ström passerar genom en kraftdiod i framåtriktningen. Omvänt kan en kraftdiod endast motstå en viss spänningsmängd som strömmar i omvänd riktning innan den går sönder och upphör att fungera.
Kraftdioder är främst tillverkade av kisel, även om små mängder andra material, såsom bor, galliumarsenid, germanium eller fosfor, också används. En enda effektdiod kan användas för att konvertera växelström till likström, men detta ger en så kallad halvvågsvariation av likström. Mer vanligt är två eller tre eller fler dioder anslutna i kretsen för att producera fullvågsvariation av likström. Den viktigaste av dessa är brolikriktaren, i vilken fyra anslutna dioder omvandlar både positiva och negativa sektioner av en växelströmsvåg till likström, vilket därmed ger fullvågskorrigering.
Elkraftverktyg över hela världen använder vanligtvis trefasström för att distribuera el. Även om den levererar varierande likström från inkommande växelström, levererar en helvågs- eller brygglikriktare inte likström vid konstant spänning som krävs för att driva den mest moderna elektriska och elektroniska utrustningen. Därför är en reservoarkondensator vanligtvis ansluten till likriktarens utgångsände för att jämna ut den krusade spänningen. I ett typiskt amerikanskt hushåll passerar till exempel trefasström från de elektriska huvudkretsarna genom tre par kraftdioder. Den resulterande likströmmen släcks sedan ut och levereras vid en spänning som är tillräckligt konstant för användning genom att leda den genom en utjämningskondensator.