Ero sivun ”Tehoelektroniikka” versioiden välillä

[arvioimaton versio][arvioimaton versio]
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
pEi muokkausyhteenvetoa
→‎Tehoelektroniikan komponentit: Lisätty teho-mosfet ja IGBT
Rivi 4:
'''Tehodiodit'''
 
Diodeilla on tärkeä rooli tehoelektroniikassa, sillä niillä voidaan estää virran kulku ei-toivottuunhaluttuun suuntaan. Tärkeimmät diodin ominaisuudet ovat, että estosuunnassa diodin yli ei pääsisi vuotamaan ollenkaan virtaa, päästösuunnassa diodin liitosten yli menevä jännite olisi nolla eli siinä ei syntyisi tehohäviöitä ja diodin pitäisi pystyä reagoimaan virran muutokseen mahdollisimman nopeasti eli siirtyä estokaistalta päästökaistalle tai päästökaistalta estokaistalle heti virran suunnan muututtua. Kaikkia näitä ominaisuuksia ei voida optimoida parhaaksi mahdolliseksi, vaan jotain ominaisuuksia parannettaessa joitakin täytyy huonontaa. Tämän takia diodityypin valinta tehdään sovelluskohtaisesti, jolla pyritään optimoimaan haluttuja ominaisuuksia muiden ei niin tärkeiden kustannuksella. Tehodiodeiksi luokitellaan esimerkiksi PIN-diodit ja Schottkyn diodit.
 
PIN-diodeilla on suuri estosuunnan jännitekestävyys, joka tarkoittaa sitä, että estosuunnassa sen vuotovirta on erittäin pieni. PIN-diodien jännitekestävyys perustuu siihen lisättyyn keskialueeseen(p- ja n-liitosalueiden välissä), joka on heikosti saostettua piitä. Tämä on suurin ero perinteiseen PN-diodiin. PIN-diodiin lisätyn välialueen takia komponentissa tapahtuu enemmän häviöitä, koska se kasvattaa diodin kynnysjännitettä lisäämällä sen resistanssia. Toinen ero perinteiseen PN-diodiin on se, että virran muuttuessa nopeasti nollaan diodin suuri liitosalue aiheuttaa suhteellisen suuren takavirran, koska se sisältää edelleen paljon varauksenkuljettajia, jonka takia diodi ei mene välittömästi estotilaan. PIN-diodit ovat jaoteltu vielä erikseen hitaisiin ja nopeisiin ryhmiin riippuen takavirran kestoajasta.
 
Schottkyn-diodin pääosat ovat kaksi N-tyypin puolijohdetta, joista toinen on vahvasti ja toinen heikosti saostettu ja metallipinta, joka muodostaa toimintapinnan sen ja heikosti saostetun puolijohteen pinnan välille. Tämän diodityypin etuina ovat nopea reagointi virran tippumisesta nollaan ja pieni kynnysjännite(eli pienet häviöt) ja haittoina taas huono jännitekestävyys, joka on parhaimmillaan tämän tyyppisissä diodeissa 100V. Tätä diodityyppiä käytetään yleisesti hakkuriteholähteissä.
 
==== Tehotransistorit ====
Teho-MOSFETtejä (metal oxide semiconductor field-effect transistor) käytetään sovelluksissa, joissa halutaan suuri kytkentänopeus pienillä käyttöjännitteillä. Teho MOSFETtien etuihin kuuluu mm se että niitä voidaan ohjata suoraan IC-piireillä matalilla taajuuksilla ja niiden valmistaminen on halpaa. MOSFETtien käyttöä suurilla, noin MHz luokan taajuuksilla haittaa hilan kapasitanssien varaustarve. Teho-MOSFETtejä käytetään yleisesti teholähteissä ja moottori ohjaimissa kytkiminä.
 
IGBT transistorit (Insulated Gate Bipolar-Transistor) voidaan luokitella PT eli läpilyöviin (punch-through) ja NPT eli ei läpilyöviin rakenteisiin (non-punch-through). PT tyyppisen transistorin etuna on parempi kompromissi päästösuuntaisen jännitehäviön ja poiskytkentä ajan välillä. NPT tyyppisessä IGBT:ssä on parempi oikosulkukestävyys, mutta sen päästösuuntainen jännitehäviö on suurempi. IGBT transistorin etuna on, että sen kytkentä aikoja voidaan ohjata muuttamalla tulosignaalin muotoa. Tämän ansiosta IGBT ei tarvitse suojapiirejä ja se voidaan kytkeä rinnakkain helposti. IGBT tyyppisiä transistoreja käytetään yleisesti taajuusmuuttajien vaihtosuuntaus piireissä kytkinkomponentteina.
 
== Tehoelektroniikan sovellukset ==
Rivi 36 ⟶ 41:
| Tunniste = UDK 621.314
| www = | www-teksti = | Tiedostomuoto = | Viitattu = | Kieli = }}
*
 
[[Luokka:Elektroniikka]]