Diodo Respuesta Rapida 29551j

DIODO RESPUESTA RAPIDA Un diodo es un dispositivo electrónico común con dos conductores; Permite que una señal eléctrica pase en una dirección, pero bloqueará una señal que intente pasar en la otra dirección. En funcionamiento, un diodo cambia continuamente hacia adelante y hacia atrás entre la conducción en la dirección deseada y el bloqueo en la dirección no deseada. Cuando un diodo cambia, toma un breve momento, llamado tiempo de recuperación, para recuperarse y cambiar de conducción a bloqueo. Durante el tiempo de recuperación, una pequeña cantidad de señal puede pasar en la dirección equivocada. Un diodo de recuperación rápida es un diodo diseñado para tener el menor tiempo de recuperación posible, de modo que la señal no deseada no interrumpa el equipo de alta potencia o de alta frecuencia. Los diodos semiconductores estándar están hechos de dos piezas de material, como el silicio. Una pieza es positivamente carga, llamada el ánodo , y el otro está cargado negativamente, llamado el cátodo . Dichos diodos se denominan diodos de unión PN, después de las dos secciones cargadas y el efecto de conmutación que tiene lugar en la unión donde se encuentran las dos piezas.

Cuando una corriente eléctrica entra en el cátodo, no puede pasar a través del cátodo de carga negativa del diodo, que comparte la misma carga eléctrica, y se bloquea. Una corriente que entra a través del ánodo, sin embargo, puede pasar a través del ánodo cargado positivamente y continuar a través del cátodo y fuera del otro lado del diodo y al resto del circuito. En la mayoría de las aplicaciones, como cuando se convierte una señal de CA en CC, un diodo conmuta entre la conducción y el bloqueo con regularidad. Durante el tiempo que un diodo está conduciendo, la corriente que pasa a través del diodo acumula una carga negativa en el ánodo normalmente positivo del diodo. Cuando entonces cambia a su modo de bloqueo, esa carga acumulada permite que la corriente eléctrica fluya a través del diodo en la dirección inversa hasta que la carga se disipe. El tiempo que tarda esta carga en disiparse, y el diodo para comenzar a bloquear la señal completamente, se llama tiempo de recuperación del diodo. Para la mayoría de las aplicaciones, el tiempo de recuperación de un diodo estándar, que suele ser inferior a 100 milisegundos de largo, no es un problema. Del mismo modo, la señal que pasa a través del diodo durante el tiempo de recuperación es a menudo demasiado débil para ser motivo de preocupación. Sin embargo, en ciertas aplicaciones de alta velocidad, alta frecuencia o de alta potencia, el tiempo de recuperación de un diodo puede ser de importancia crítica y requiere el uso de un diodo de recuperación rápida. Operacionalmente, un diodo de recuperación rápida normalmente supera el tiempo de recuperación largo de un diodo estándar utilizando un segmento metálico en lugar de uno de los segmentos semiconductores, tal como en un diodo Schottky . Otro tipo de diodo de recuperación rápida, denominado diodo dopado con oro utiliza aditivos de oro o platino para aumentar la conductividad de uno de los segmentos del diodo. En la práctica, el uso de metal en lugar de semiconductor proporciona un diodo más altamente conductor. Esta conductividad más alta permite que la carga acumulada en el diodo se disipe a una velocidad mucho más

rápida, normalmente en el rango de decenas de nanosegundos, lo que acorta considerablemente el tiempo de recuperación del diodo.

Un diodo de recuperación rápida es un diodo que tiene un tiempo de recuperación rápido. A continuación, se explicará el tiempo de recuperación rápido. Una de las aplicaciones más comunes para un diodo es rectificar ondas senoidales de 60Hz. Esta es la frecuencia de las líneas eléctricas AC normales en los Estados Unidos. El diodo rectifica esta corriente para que pueda cambiarse de corriente alterna a corriente continua, ya que la mayoría de los dispositivos electrónicos funcionan fuera de corriente continua. Así que el diodo rectifica estas ondas senoidales de 60Hz AC para que pueda convertirse en DC. 60Hz es una frecuencia muy baja. La mayoría de los diodos convencionales están diseñados para que den su mejor rendimiento a frecuencias relativamente bajas.

Cuando un diodo está tratando con señales de AC, tales como rectificarlas, se requiere una cierta cantidad de tiempo finita para que un diodo se recupere de una señal a la siguiente. Las señales de CA vienen sin parar en el diodo:

Como se puede ver en la ilustración, el diodo es golpeado con las señales de AC que viene en él. La mayoría de los diodos pueden manejar señales de baja frecuencia, porque como los períodos de tiempo de cada ciclo no son muy largos, no son muy rápidos. Es por ello que, en aplicaciones de baja frecuencia, el tiempo de recuperación de un diodo no es particularmente significativo. El periodo de tiempo es inversamente proporcional a la frecuencia, de acuerdo con la fórmula, T = 1 / f. Sin embargo, cuanto mayor sea la frecuencia de la señal, menor será el período de tiempo de cada ciclo. Cuanto más corto sea el período de tiempo, menos tiempo tendrá el diodo para recuperarse de cada ciclo. A frecuencias muy altas, esto puede convertirse en un problema, ya que la mayoría de los diodos no pueden recuperarse lo suficientemente rápido de cada ciclo. Esto ocurre en aplicaciones de alta frecuencia, como en circuitos de retroceso de televisión. En casos como estos, el tiempo de recuperación puede llegar a ser muy crucial. Esto se debe a que el diodo debe responder a picos de muy corta duración con un período de descanso muy breve entre picos adyacentes. Un diodo ordinario podría causar un funcionamiento errático o incorrecto del circuito. Para obtener un rendimiento mejor y más fiable en circuitos de alta frecuencia, se utiliza un diodo especial llamado diodo de recuperación rápida. A continuación, se muestra el tiempo de recuperación diferente entre un diodo de recuperación rápida y un diodo estándar:

Un diodo normal toma unos pocos microsegundos (μs) para recuperarse. Una vez más, esto está bien para aplicaciones de baja frecuencia. Sin embargo, un diodo de recuperación rápida tarda sólo nanosegundos (ns) para recuperarse. Esto es crucial en aplicaciones de muy alta frecuencia. Puede ver en la tabla anterior cuánto más rápido recupera los diodos de recuperación rápida.

Los diodos se pueden subdividir en dos clases principales: diodos rectificadores (recuperación estándar) y diodos rápidos. Los diodos rectificadores se utilizan generalmente para la conversión

de CA (corriente alterna) a DC (corriente continua). Aunque están optimizados para pérdidas de conducción bajas, los diodos rectificadores soportan sólo un esfuerzo dinámico moderado en la transición de la conducción al estado de bloqueo. Los diodos rápidos, por otra parte, son dispositivos complementarios a los interruptores en la conversión de la CC a la AC. Cada interruptor (GTO, IGCT o IGBT) requiere un diodo complementario (por ejemplo, para la potencia reactiva "libre") para permitir el funcionamiento del sistema de conversión DC-AC con cargas inductivas.

Los diodos rápidos se optimizan para aceptar una alta tensión dinámica (transición rápida de la conducción al estado de bloqueo). Sin embargo, Generalmente tienen mayores pérdidas de conducción que los diodos rectificadores. Para cada familia de interruptores (GTO, IGCT e IGBT), ofrecemos diodos rápidos que están optimizados para la aplicación del interruptor.

CARACTERISTICAS 

Alta capacidad de corriente.



Alta capacidad de corriente de choque



Alta fiabilidad



Baja corriente inversa



Baja caída de tensión



Cambio rápido de alta frecuencia

APLICACIONES 

En fuentes de baja tensión en la cuales las caídas en los rectificadores son significativas.



Circuitos de alta velocidad para computadoras donde se necesiten grandes velocidades de conmutación y mediante su poca caída de voltaje en directo permite poco gasto de energía.



Variadores de alta gama para que la corriente que vuelve desde el motor al variador no pase por el transistor del freno y este no pierda sus facultades.



El diodo se emplea en varios circuitos integrados de lógica TTL. Por ejemplo, los tipos ALS y AS permiten que los tiempos de conmutación entre los transistores sean mucho menores puesto que son más superficiales y de menor tamaño por lo que se da una mejora en la relación velocidad/potencia. El tipo ALS permite mayor potencia y menor velocidad que la LS, mientras que las AL presentan el doble de velocidad que las Schottky TTL con la misma potencia.

DESVENTAJAS Las dos principales desventajas del diodo son: 

El diodo tiene poca capacidad de conducción de corriente en directo (en sentido de la flecha). Esta característica no permite que sea utilizado como diodo rectificador. Hay procesos de rectificación (por ejemplo, fuentes de alimentación) en que la cantidad de corriente que tiene que conducir en sentido directo es bastante grande.



El diodo no acepta grandes voltajes que lo polaricen inversamente (VCRR). El proceso de rectificación antes mencionado también requiere que la tensión inversa que tiene que soportar el diodo sea grande.

GRAFICA DE DATOS

ALTA VELOCIDAD DEL DIODO