Uzyskanie relatywnie dużego regulowanego -Us1

[atom1477]

Czołem
W diodach Zenera i transilach na napięcia z przedziału 100...400 V jest tylko jedna struktura, przynajmniej w tych, które wpadły mi w ręce, więc dla tych jednokierunkowych w kierunku przewodzenia spadek napięcia wynosi ok. 0,6 V. Są specjalne diody dwukierunkowe, symetryczne dla napięć zmiennych i w tych są być może dwie struktury, choć i tego nie mogę być pewny, gdyż nigdy ich nie rozbierałem

Mylisz strukturę ze złączem.
Potraktowałeś je jak jedno i to samo, a tak nie jest.
Wiele złącz może być umieszczonych na jednej strukturze, i rozebranie obudowy nie dało by odpowiedzi czy to jest jedno złącze czy wiele złącz.
O tym może świadczyć tylko (między innymi) napięcie przewodzenia. Jeżeli wynosi 0.6...0.8V to jest to jedno złącze (złącze PN, i z zastrzeżeniem że takie napięcie będzie tylko dla krzemu).
Choć gdyby faktycznie było tam wiele sktuktur, to przynajmniej by było wiadomo że i siłą rzecz musi być wiele złącz. Ale czy takie coś praktykuje się w diodach Zenera, to wątpię. W duodiodach prostowniczych dużej mocy to tak, ale to chyba jeden z nielicznych przypadków.

[Romekd]

Czołem.

Mylisz strukturę ze złączem.
Potraktowałeś je jak jedno i to samo, a tak nie jest.
Wiele złącz może być umieszczonych na jednej strukturze, i rozebranie obudowy nie dało by odpowiedzi czy to jest jedno złącze czy wiele złącz.

Myślę, że możesz jednak nie mieć racji Rozebrałem w życiu co najmniej setki półprzewodników, w tym również diody, które zawierały stosy połączonych szeregowo struktur, dla podniesienia wartości napięcia "zaporowego". Rozebrałem również pewne diody TVS, dwukierunkowe i te miały ewidentnie dwie struktury, choć nie wykluczam, że inne diody mogą mieć kilka kilka złącz w jednej strukturze (np. diody podwójne, potrójne itd.), choć w przypadku diod lawinowych, symetrycznych, mogłoby to stanowić pewien problem. Poniżej zdjęcie diody wysokonapięciowej o dopuszczalnym napięciu wstecznym 8 kV (polska dioda BY350-8k). Widać w jej wnętrzu wiele struktur, co przekłada się również na wyższe napięcie w kierunku przewodzenia. Kiedyś jeden z Kolegów na Triodzie przekonywał mnie, że takie szeregowe połączenie diod, dla zwiększenia dopuszczalnego napięcia przebicia, jest niemożliwe do uzyskania, bo każda ze struktur musiałaby zawierać dodatkowy rezystor i kondensator "wyrównawczy". Jednak przy użyciu diod z jednej serii produkcyjnej i przewidzeniu pewnego zapasu dopuszczalnego napięcia wstecznego każdej z diod da się takie połączenie szeregowe stworzyć i spełnia ono założoną rolę.

BYP350-8k.jpg

O tym może świadczyć tylko (między innymi) napięcie przewodzenia. Jeżeli wynosi 0.6...0.8V to jest to jedno złącze (złącze PN, i z zastrzeżeniem że takie napięcie będzie tylko dla krzemu).

O tym wyraźnie wspomniałem, pisząc, że napięcie to wynosiło ok. 0,6 V, co jednoznacznie wskazywało na strukturę krzemową (nigdy nie spotkałem germanowych diod Zenera, choć sztuczna inteligencja kiedyś mi wypisywała, że takie były... ).

Choć gdyby faktycznie było tam wiele sktuktur, to przynajmniej by było wiadomo że i siłą rzecz musi być wiele złącz. Ale czy takie coś praktykuje się w diodach Zenera, to wątpię. W duodiodach prostowniczych dużej mocy to tak, ale to chyba jeden z nielicznych przypadków.

Aż mnie kusi, by taką popularną diodę dwukierunkową ostrożnie "otworzyć" i się naocznie przekonać...

A i jeszcze wypowiedź AI, dotycząca sposobu wykonywania diod Zenera na wyższe napięcie:

"Diody Zenera na wyższe napięcia pracy (powyżej 5-7 V) są wykonywane głównie poprzez wykorzystanie przebicia lawinowego, a nie efektu Zenera. Osiąga się to poprzez precyzyjne zmniejszenie koncentracji domieszek w złączu p-n, co zwiększa napięcie przebicia i umożliwia pracę nawet do kilkuset woltów."

- Kluczowe aspekty produkcji i działania:

Mechanizm: W diodach niskonapięciowych dominuje efekt Zenera, natomiast powyżej 7 V dominuje przebicie lawinowe.
Konstrukcja: Złącze p-n jest projektowane tak, aby wytrzymać wysokie napięcie wsteczne, przy czym napięcie przebicia jest regulowane od 2,4 V do nawet 270 V.

- Obudowa: Diody na wyższe napięcia i moce występują zarówno w wersjach SMD, jak i przewlekanych (THT).
Zastosowanie: Dzięki charakterystyce lawinowej, diody te stabilizują napięcie w szerokim zakresie prądów.

Diody te działają poprawnie w układach zabezpieczających przed przepięciami.

Jak widzisz nie ma tu ani słowa o wykorzystywaniu wielu złącz w jednej strukturze krzemowej.

Pozdrawiam
Romek

[atom1477]

Myślę, że możesz jednak nie mieć racji Rozebrałem w życiu co najmniej setki półprzewodników, w tym również diody, które zawierały stosy połączonych szeregowo struktur, dla podniesienia wartości napięcia "zaporowego".

Oczywiście. Tego nie negowałem.

choć nie wykluczam, że inne diody mogą mieć kilka kilka złącz w jednej strukturze (np. diody podwójne, potrójne itd.)

Właśnie to miałem na myśli. I myślę że diody Zenera/lawinowe też mogą być wykonywane w ten sposób. Nie że muszą, ale że mogą.
Lub że połączenia wielu osobnych struktur może się nie udać dostrzec tak łatwo jak na diodzie wysokonapięciowej której zdjęcie podałeś.

O tym wyraźnie wspomniałem, pisząc, że napięcie to wynosiło ok. 0,6 V, co jednoznacznie wskazywało na strukturę krzemową

Wskazywało na złącze krzemowe. Siłą rzeczy również na strukturę, ale precyzyjnie mówiąc napięcie pochodzi ze złącza PN, a nie z całej struktury.

A i jeszcze wypowiedź AI, dotycząca sposobu wykonywania diod Zenera na wyższe napięcie:
...
Jak widzisz nie ma tu ani słowa o wykorzystywaniu wielu złącz w jednej strukturze krzemowej.

O wykorzystaniu wielu struktur też nie.
AI wyraźnie pisze tu o pojedynczym złączu PN. Oczywiście napisało tak nie dlatego że innych rozwiązań nie ma, tylko po prostu dało taką odpowiedz dla danego zapytania. Można było dopytać

[Romekd]

(...)

A i jeszcze wypowiedź AI, dotycząca sposobu wykonywania diod Zenera na wyższe napięcie:
...
Jak widzisz nie ma tu ani słowa o wykorzystywaniu wielu złącz w jednej strukturze krzemowej.

O wykorzystaniu wielu struktur też nie.
AI wyraźnie pisze tu o pojedynczym złączu PN. Oczywiście napisało tak nie dlatego że innych rozwiązań nie ma, tylko po prostu dało taką odpowiedz dla danego zapytania. Można było dopytać

Jak wspomniałeś wiele złącz w jednej strukturze być może dałoby się wykryć przez pomiar spadku napięcia na diodzie włączonej w kierunku przewodzenia. Jednak ze względów technologicznych prawdopodobnie nie tworzy się takich połączeń wielu złącz w jednej strukturze diody zenera o dopuszczalnym napięcie mniejszym od 400...440 V. Ciągle dostępne są prostownicze diody lawinowe o dopuszczalnym napięciu do kilkuset woltów (widywałem do 1 kV), które w takim przedziale napięć zachowują się jak diody prostownicze, a dopiero nieco powyżej tego napięcia zachowują się jak diody Zenera (lawinowe). Są to diody z pojedynczą strukturą i tylko jednym złączem w tej strukturze, o czym może świadczyć niskie napięcie przewodzenia (0,5...0,7 V). Testowałem tego typu diody i nawet stosowałem je jako diody stabilizacyjne i zabezpieczające, uwzględniając ich dość wysoki współczynnik temperaturowy napięcia lawinowego przebicia, które nie jest niszczące dla diod, oczywiście pod warunkiem nieprzekraczania mocy dopuszczalnej. Robiłem bardzo długo trwające testy tego typu diod i żadna z nich się nie uszkodziła. Niestety wiele diod prostowniczych nie ma tej "lawinowej" cechy i jeśli przekroczymy ich dopuszczalne napięcie wsteczne, to po pewnym czasie, mimo braku wzrostu bardzo małego prądu wstecznego, ulegną one trwałemu uszkodzeniu (w ten sposób co kilka, kilkadziesiąt godzin padała mi zabytkowa dioda, a później kolejna i następne, w których celowo przekroczyłem ich dopuszczalne napięcie wsteczne. Wiele złącz w jednej strukturze na pewno występuje w diodach Zenera o jeszcze wyższym napięciu, przekraczającym np. 1 kV. Jednak w tych o napięciach niższych nie ma potrzeby stosowania wielu złącz w jednej strukturze czy też kilku (kilkunastu) szeregowo połączonych struktur, choć np. takie łączenie szeregowe struktur lub złącz Zenera o napięciu z przedziału w którym diody wykazują najniższą rezystancję dynamiczną i współczynnik temperaturowy napięcia byłoby korzystne dla parametrów uzyskanej w ten sposób diodzie o napięciu kilkakrotnie wyższym. Ponownie zamieszczę poniżej wypowiedź AI na te tematy.
Najpierw o diodach Zenera, wysokonapięciowych (powyżej 1 kV):

Wysokonapięciowe diody Zenera_AI_1.png

Oraz o diodach prostowniczych na wysokie napięcia:

Diody W.N._AI_1.png

Diody W.N._AI_2.png

Diody W.N._AI_3.png

Poniżej zdjęcie bardzo popularnej diody typu transil, symetrycznie ograniczającej napięcie, o mocy chwilowej 1,5 kW i mocy ciągłej do 5 W o symbolu 1.5KE400CA. Jak widać zastosowano tu dwie oddzielne struktury krzemowe, połączone szeregowo, rozdzielone aluminiowym krążkiem z cienkiej blachy aluminiowej.

1.5KE400CA_1.jpg

1.5KE400CA_2.jpg

Podobną konstrukcję widywałem w diodach "klampujących" w przetwornicach napięcia. Poniżej fragment noty katalogowej tego typu elementu, który w jedną stronę zachowuje się jak typowa dioda Zenera o napięciu ok. 170 V, a w drugą stronę musi wytrzymywać napięcia wsteczne o wartości do 700 V.

PEAK CLAMP_PKC-136.png

Możemy wymienić też popularne diody typu dynistor (dioda Shockley,a), gdzie w jednej strukturze krzemowej jest kilka złącz i która ma tylko dwa wyprowadzenia, lub diaki, które stanowią równolegle połączone (przeciwsobnie) dwie diody Shockley,a.

Pozdrawiam
Romek

[atom1477]

Ponownie zamieszczę poniżej wypowiedź AI na te tematy.
Najpierw o diodach Zenera, wysokonapięciowych (powyżej 1 kV):

Ciekawe że akurat dla tego przypadku AI nie wspomniało o łączeniu wielu struktur, a tylko o łączeniu wielu złącz.
Może jakby dopytać to by o tym wspomniało.

Mnie natomiast ciekawi jak to może wyglądać we współczesnych diodach SMD, gdzie można się podłączyć do struktury (kryształka) z jednej strony. Tzn. za pomocą wire bonding. Teoretycznie można wtedy mieć dwie diody połączone szeregowo, gdzie połączenie jest realizowane na spodzie struktury do której nie ma podłączonej żadnej elektrody. To raczej tylko dla diod o małej mocy, no ale jest teoretycznie możliwe.

[szalony]

Chwilowo zostanie zbudowany na próbę układ bazujący na tym schemacie:

OPA.jpg

Układ nie jest niestety pozbawiony wad: OPA455 pobiera dość znaczny prąd spoczynkowy wynoszący około 3,5mA. Oznacza to ciągłe tracenie paruset mW ciepła, a nie mam takiej płytki przejściowej do testu, która pod SOIC8 ma radiator (układ dostępny jest tylko w montażu smd, HSOIC8), karta charakterystyki nakazuje też podłączyć spodni pin do masy lub -Uzas. Nie wiem czy nie zamówię płytki, bo układ ten nie należy do najtańszych wzmacniaczy operacyjnych (na polskie 40zł) i nie chcę go w kółko przelutowywać

[Einherjer]

Nie lepiej poszukać podobnego opampa mocy w obudowie THT do radiatora? No i nie wiem czemu się tak boisz tych dwóch dodatkowych tranzystorów do zwykłego opampa.

[traxman]

Sprawdź ADA4700-1. Układ z OPA454 był z powodzeniem używany w charakterografie dla Alka:

UG1.jpg

Napięcie do zasilania stopnia wyjściowego było brane z łańcuszka szeregowo połączonych przetwornic.

[traxman]

Jako adapter do SO8 z padem można dopasować coś z adapterów DFN8/WSON8 tylko trzba potwierdzić wymiary (adaptery do pamięci szeregowych).

[Olkus]

A jakby użyć przyklejonego od góry do układu mini radiatora? Coś takiego:

Screenshot_20260417-152147.AliExpress.png

Pozdrawiam,
A.

[Einherjer]

Chłodzenie od góry takiego układu jest zwykle dużo mniej skuteczne.

[traxman]

Radiator łaski nie robi - musi działać, zawsze lepiej niż bez, ale od spodu przez pad lepiej ciepło jest odbierane ze struktury.

[szalony]

OPA455 ma zabezpieczenie termiczne przy 150 stopniach, przy czym podają, że wisząc w powietrzu nagrzewa się przy pracy ciągłej 128*C/W + Totoczenia. Przy 90V i prądzie spoczynkowym 3,7mA daje to temperaturę końcową 67 stopni, a coś odprowadzi płytka, więc może nie będzie tragedii. Bardziej niepokoi mnie to zdanie:

"Always solder the PowerPAD to the PCB V– plane, even with applications that have low power dissipation"

"Connect the PowerPAD to the most negative supply voltage on the device, V–."

W sumie autorzy czterokrotnie upominają się o połączenie do -Vb, choć patrząc na rysunek wydaje się on być odizolowany galwanicznie. Na moich płytkach breakout boards może być to ciężkie do wykonania, ewentualnie można pomyśleć jeszcze na upartego na wsunięcie folii miedzianej pod układ.

Nie lepiej poszukać podobnego opampa mocy w obudowie THT do radiatora? No i nie wiem czemu się tak boisz tych dwóch dodatkowych tranzystorów do zwykłego opampa.

Rozchodzi się o to, że taki (OPA455) leży u mnie, a tranzystory nie. Zamówienie czegokolwiek poniżej 75e netto z mousera to 25 euro netto za przesyłkę, bo nie mam nic innego do kupienia teraz, a chciałem zrobić na próbę.

[traxman]

Jak piszą, aby przylutować, to należy przylutować. -V do blachy jest pewnie bezpośrednio klejona struktura i oprócz odprowadzania ciepła, jest wyprowadzeniem zasilania i stabilizuje obudowę mechanicznie, nawet jest to pokazane w nocie.
Ja bym się nie odważył kombinować.

[szalony]

Jak piszą, aby przylutować, to należy przylutować. -V do blachy jest pewnie bezpośrednio klejona struktura i oprócz odprowadzania ciepła, jest wyprowadzeniem zasilania i stabilizuje obudowę mechanicznie, nawet jest to pokazane w nocie.
Ja bym się nie odważył kombinować.

Ok, dam znać czy się udało.