Što je energetska dioda?

Energetska dioda je kristalni poluvodički uređaj koji se uglavnom koristi za pretvaranje izmjenične struje (AC) u istosmjernu (DC), proces poznat kao ispravljanje. Nalazi se u strujnim krugovima gotovo sve moderne električne i elektroničke opreme, funkcija energetske diode slična je mehaničkom jednosmjernom ventilu. Provodi električnu struju s minimalnim otporom u jednom smjeru, poznatom kao njegov smjer naprijed, dok sprječava da struja teče u suprotnom smjeru. Uobičajeno sposobne proći čak nekoliko stotina ampera naprijed, energetske diode imaju mnogo veće PN spojeve, a time i veći kapacitet prijenosa struje naprijed od njihovih manjih srodnika signalnih dioda koje se koriste u potrošačkoj elektronici za regulaciju i smanjenje struje. To čini energetske diode prikladnijima za primjene gdje su uključene veće struje i veći naponi.

Proizvođači općenito proizvode niz energetskih dioda prikladnih za posebne namjene. Ocjenjuju se prema maksimalnoj struji koju mogu nositi u smjeru naprijed i maksimalnom obrnutom naponu koji mogu izdržati. Zbog otpora dolazi do malog pada napona pri prolasku električne struje kroz energetsku diodu u smjeru naprijed. S druge strane, energetska dioda može izdržati samo određenu količinu napona koji teče u obrnutom smjeru prije nego što se pokvari i prestane funkcionirati.

Energetske diode izrađene su prvenstveno od silicija, iako se koriste i male količine drugih materijala, kao što su bor, galijev arsenid, germanij ili fosfor. Jedna dioda napajanja može se koristiti za pretvaranje AC u DC, ali to proizvodi ono što je poznato kao poluvalni promjenjivi DC. Uobičajeno je da su dvije ili tri ili više dioda spojene u krug za proizvodnju punovalnog promjenjivog istosmjernog toka. Najvažniji od njih je mosni ispravljač, u kojem četiri spojene diode pretvaraju i pozitivne i negativne dijelove izmjeničnog vala u istosmjerni, proizvodeći tako punovalno ispravljanje.

Elektroprivrede diljem svijeta obično koriste trofazni AC za distribuciju električne energije. Iako isporučuje različite istosmjerne struje od dolazne izmjenične struje, punovalni ili premosni ispravljač ne isporučuje istosmjerni napon na konstantnom naponu potrebnom za napajanje većine moderne električne i elektroničke opreme. Stoga je kondenzator spremnika obično spojen na izlazni kraj ispravljača kako bi se izgladio valovit napon. Na primjer, u tipičnom američkom kućanstvu, trofazni AC iz električnih glavnih krugova prolazi kroz tri para energetskih dioda. Rezultirajuća istosmjerna struja se zatim izravnava i isporučuje na naponu dovoljno konstantnom za korištenje prolaskom kroz kondenzator za izravnavanje.