Τι είναι μια δίοδος υψηλής τάσης;

Μια δίοδος υψηλής τάσης είναι οποιαδήποτε δίοδος που έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί σε εξαιρετικά υψηλές τάσεις ή να παρουσιάζει συγκεκριμένες ιδιότητες όταν εκτίθεται σε υψηλές τάσεις. Σχεδόν κάθε δίοδος μπορεί να λειτουργήσει σε οποιαδήποτε τάση, αν είναι φτιαγμένη να κάνει αυτό. Με την ενίσχυση τμημάτων της διόδου και τη χρήση συγκεκριμένων υλικών κατά την κατασκευή της, είναι δυνατό μια δίοδος να αντέχει εξαιρετικά υψηλά ποσά ισχύος. Με αυτό που λέγεται, υπάρχουν διάφοροι τύποι διόδων που χρησιμοποιούνται συνήθως όταν αντιμετωπίζουμε υψηλές τάσεις ή αιχμές τάσης.

Μια δίοδος είναι ένα πολύπλοκο ηλεκτρικό εξάρτημα που αποτελείται από πολλά διαφορετικά υλικά. Όταν χρησιμοποιείται σε μια κοινή ηλεκτρική συσκευή, μια δίοδος έχει έναν θετικό ακροδέκτη ανόδου που παίρνει την ισχύ και μια αρνητική κάθοδο που την αφήνει έξω. Σχεδόν σε κάθε δίοδο, αυτή είναι μια μονόδρομη λειτουργία – η ισχύς δεν μπορεί να πάει πίσω. Ανάμεσα σε αυτούς τους δύο ακροδέκτες υπάρχει ένα ημιαγώγιμο υλικό που επιτρέπει την κίνηση της ισχύος μέσα από αυτό.

Αυτός ο ημιαγωγός είναι που μετατρέπει μια κοινή δίοδο σε δίοδο υψηλής τάσης. Αυτοί οι ημιαγωγοί δημιουργούνται μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται ντόπινγκ. Εφαρμόζεται μια πρόσμιξη σε κάθε άκρο του ημιαγωγού: μια πρόσμιξη δημιουργεί θετικό φορτίο και μια είναι αρνητική. Η περιοχή μεταξύ των δύο άκρων αφήνεται χωρίς επικάλυψη και αναφέρεται γενικά ως το εσωτερικό στρώμα ή η διασταύρωση pn. Τα υλικά ντόπινγκ και το μέγεθος της σύνδεσης pn είναι σημαντικά για τη συνολική λειτουργία της διόδου.

Οι δίοδοι χιονοστιβάδας είναι ένας τύπος διόδου υψηλής τάσης που μπορεί να χειριστεί μεγάλες ποσότητες ισχύος. Ένα φαινόμενο χιονοστιβάδας προκαλείται όταν ένα φορτίο αρχίζει να αυξάνεται σε μια δίοδο χωρίς επακόλουθη αύξηση της εξωτερικής ισχύος. Αυτό το φαινόμενο θα καταστρέψει τις κανονικές διόδους, αλλά μια δίοδος χιονοστιβάδας θα συνεχίσει να λειτουργεί μέχρι να φτάσει η εξωτερική τάση ή να εξισορροπηθεί το σύστημα.

Μια παροδική δίοδος καταστολής τάσης είναι μια δίοδος που προστατεύει τα συστήματα από υπερφορτώσεις υψηλής τάσης. Αυτή η δίοδος έχει μια πολύ μεγάλη διασταύρωση pn, η οποία αποθαρρύνει τη μετάδοση ισχύος μέσω του συστήματος. Όταν οι μεγάλες αιχμές ισχύος χτυπήσουν το σύστημα, αυτή η δίοδος υψηλής τάσης θα λάβει την πρόσθετη ισχύ και θα μεταφέρει το κύμα στο σύστημα γείωσης. Συχνά, αυτή είναι η μόνη λειτουργία για μία από αυτές τις διόδους – όταν δεν μεταφέρει πλεονάζουσα ισχύ στη γείωση, δεν μεταδίδει καθόλου ισχύ.

Η τελευταία κοινή δίοδος υψηλής τάσης είναι αυτή που λειτουργεί διαφορετικά από σχεδόν οποιαδήποτε άλλη δίοδο. Η δίοδος Zener μπορεί πραγματικά να μεταδώσει ισχύ προς τα πίσω μέσω του συστήματός της. Όταν η ισχύς φτάσει σε ένα ορισμένο επίπεδο, η ειδική διασταύρωση pn της διόδου αρχίζει να αφήνει την ισχύ να κινείται προς τα πίσω μέσω του συστήματος, δημιουργώντας ένα προσωρινό σημείο συμφόρησης. Αυτό εμποδίζει την κίνηση του ρεύματος για αρκετό καιρό ώστε η τάση να σταθεροποιείται χωρίς να βλάπτεται η συσκευή. Στη συνέχεια, η διασταύρωση pn επανέρχεται στη λειτουργία όπως μια κανονική δίοδος.