Kaj je močnostna dioda?

Napajalna dioda je kristalna polprevodniška naprava, ki se uporablja predvsem za pretvorbo izmeničnega toka (AC) v enosmerni (DC), proces, znan kot rektifikacija. Funkcija močnostne diode, ki jo najdemo v napajalnih vezjih skoraj vse sodobne električne in elektronske opreme, je podobna mehanskemu enosmernemu ventilu. Prevaja električni tok z minimalnim uporom v eno smer, znano kot njegova smer naprej, hkrati pa preprečuje, da bi tok tekel v nasprotni smeri. Običajno sposobne prenesti kar nekaj sto amperov naprej, imajo močnostne diode veliko večje PN spoje in s tem večjo nosilnost toka naprej kot njihovi manjši sorodniki signalnih diod, ki se uporabljajo v potrošniški elektroniki za regulacijo in zmanjšanje toka. Zaradi tega so močnostne diode bolj primerne za aplikacije, kjer so vključeni večji tokovi in ​​višje napetosti.

Proizvajalci na splošno proizvajajo vrsto močnostnih diod, primernih za posebne namene. Ocenjeni so glede na največji tok, ki ga lahko prenašajo v smeri naprej, in največjo povratno napetost, ki jo lahko prenesejo. Zaradi upora pride do majhnega padca napetosti pri prehodu električnega toka skozi močnostno diodo v smeri naprej. Nasprotno pa močnostna dioda zdrži le določeno količino napetosti, ki teče v obratni smeri, preden se pokvari in preneha delovati.

Napajalne diode so izdelane predvsem iz silicija, vendar se uporabljajo tudi majhne količine drugih materialov, kot so bor, galijev arzenid, germanij ali fosfor. Za pretvorbo izmeničnega toka v enosmerni lahko uporabite eno napajalno diodo, vendar to ustvari tako imenovani polvalovni variabilni enosmerni tok. Pogosteje sta dve ali tri ali več diod priključenih v vezje, da proizvedejo polni val, ki se spreminja DC. Najpomembnejši med njimi je mostni usmernik, v katerem štiri povezane diode pretvarjajo tako pozitivne kot negativne odseke izmeničnega vala v enosmerni in tako ustvarijo polnovalno usmerjanje.

Električna podjetja po vsem svetu običajno uporabljajo trifazni AC za distribucijo električne energije. Čeprav oddaja različno enosmerni tok od vhodnega izmeničnega toka, polnovalni ali premostitveni usmernik ne oddaja enosmernega toka pri konstantni napetosti, ki je potrebna za napajanje večine sodobne električne in elektronske opreme. Zato je kondenzator rezervoarja običajno priključen na izhodni konec usmernika, da se izravna valovita napetost. Na primer, v tipičnem ameriškem gospodinjstvu trifazni izmenični tok iz električnega glavnega tokokroga prehaja skozi tri pare močnostnih diod. Nastali enosmerni tok se nato zgladi in dovaja pri napetosti, ki je dovolj konstantna za uporabo, tako da se prenese skozi izravnalni kondenzator.