Wat is een hoogspanningsdiode?

Een hoogspanningsdiode is elke diode die is ontworpen om bij extreem hoge spanningen te werken of specifieke eigenschappen te vertonen bij blootstelling aan hoge spanningen. Bijna elke diode kan op elke spanning werken als dat is wat hij moet doen. Door delen van de diode te versterken en tijdens de constructie specifieke materialen te gebruiken, is het mogelijk dat een diode extreem grote hoeveelheden energie kan weerstaan. Dat gezegd hebbende, zijn er verschillende soorten diodes die vaak worden gebruikt bij het omgaan met hoge spanningen of spanningspieken.

Een diode is een complexe elektrische component die bestaat uit verschillende materialen. Bij gebruik in een gemeenschappelijk elektrisch apparaat heeft een diode een positieve anode-aansluiting die de stroom inneemt en een negatieve kathode die deze uitschakelt. In bijna elke diode is dit een eenrichtingshandeling: de kracht kan niet achteruit gaan. Tussen deze twee terminals bevindt zich een halfgeleidend materiaal dat de stroom doorlaat.

Het is deze halfgeleider die van een gewone diode een hoogspanningsdiode maakt. Deze halfgeleiders worden gemaakt via een proces dat doping wordt genoemd. Een doteermiddel wordt aangebracht op elk uiteinde van de halfgeleider: één doteermiddel creëert een positieve lading en één is negatief. Het gebied tussen de twee uiteinden wordt ongedoteerd gelaten en wordt in het algemeen aangeduid als de intrinsieke laag of de pn-overgang. De doteringsmaterialen en de grootte van de pn-junctie zijn belangrijk voor de algehele diodefunctie.

Lawinedioden zijn een type hoogspanningsdiode die grote hoeveelheden energie aankan. Een lawine-effect wordt veroorzaakt wanneer een lading begint te stijgen in een diode zonder een daaropvolgende toename in uitwendig vermogen. Dit effect zal normale diodes vernietigen, maar een lawinediode zal blijven werken totdat de buitenste spanning vastloopt of het systeem gelijk wordt.

Een transiënte spanningsonderdrukkingsdiode is een diode die systemen beschermt tegen overbelasting van hoogspanning. Deze diode heeft een zeer grote pn-junctie, die de overdracht van vermogen door het systeem ontmoedigt. Wanneer grote stroompieken het systeem raken, zal deze hoogspanningsdiode het extra vermogen aannemen en de stroomstoot naar het grondsysteem verplaatsen. Vaak is dit de enige functie voor een van deze diodes: als er geen overtollig vermogen naar aarde wordt geleid, wordt er helemaal geen stroom doorgegeven.

De laatste algemene hoogspanningsdiode is een diode die anders werkt dan bijna elke andere diode. De Zener-diode kan feitelijk energie terugsturen via zijn systeem. Wanneer de macht een bepaald niveau bereikt, begint de speciaal gedoteerde pn-junctie van de diode de stroom achteruit te laten gaan door het systeem, waardoor een tijdelijk knelpunt ontstaat. Dit blokkeert het vermogen om lang genoeg te bewegen om de spanning te stabiliseren zonder het apparaat te beschadigen. Naderhand gaat de pn-junctie weer werken zoals een normale diode.