쇼트키 다이오드란 무엇입니까? 반도체에 대한 자세한 설명입니다. 쇼트키 다이오드 - 작동 특성 및 원리 브러시 다이오드

아시다시피 전기 설비에서는 전력 반도체 장치인 산업용 다이오드가 매우 유용하게 사용됩니다. 이들은 제너 다이오드, 제너 다이오드 및 우리 기사의 게스트입니다.

쇼트키 다이오드(독일 물리학자 Walter Schottky의 이름을 따서 명명됨)란 무엇입니까? 간략하게 말할 수 있습니다. 금속 반도체 정류 접점을 기반으로 하는 작동 원리가 다른 다이오드와 다릅니다. 이 효과는 두 가지 경우에 발생할 수 있습니다. n형 다이오드의 경우 - 반도체의 일함수가 금속의 일함수보다 작은 경우, p형 다이오드의 경우 - 반도체의 일함수가 금속의 일함수보다 큰 경우 금속. 가장 널리 사용되는 것은 n형 쇼트키 다이오드로, 정공의 이동도에 필적하는 전자의 이동도가 높기 때문입니다.

그림 1. 쇼트키 다이오드의 단면도

장점과 단점

비교를 위해 바이폴라 다이오드를 사용합니다. 그들이 말했듯이: 곧바로 불 속으로 들어가 단점부터 시작하자. 그것이 가장 중요하다고 생각한다. 쇼트키 다이오드는 역전류가 크다.

그게 전부 마이너스입니다. 이제 좋은 것이 플러스입니다.

첫째, 쇼트키 다이오드가 가장 빠르다고 생각합니다. 또한 동일한 전류에서의 순방향 전압 강하를 플러스로 고려할 수도 있습니다. 이는 바이폴라 전류보다 수십 볼트 더 낮습니다.
둘째, 드리프트 원리에 따라 반도체의 전류가 흐르기 때문에 이러한 다이오드는 다수가 아닌 전하 캐리어를 축적하지 않는다는 점을 추가할 수 있습니다. 다음 기사에서 이 메커니즘에 대해 설명하겠습니다.

수많은 쇼트키 다이오드는 표면에 산화물 층이 생성되고 장벽을 형성하기 위해 창이 형성되는 에피택셜 n층이 있는 평면 기술을 사용하여 제조됩니다. 후자로는 몰리브덴, 티타늄, 백금, 니켈과 같은 금속이 사용됩니다. p형 실리콘의 링이 콘택 영역 전체에 걸쳐 형성됩니다( 그림 2a), 이는 에지 누설 전류를 줄이는 역할을 합니다.

그림 2a., b.

"가드" 링은 이런 방식으로 작동합니다. 도핑 정도와 p-영역의 크기는 장치의 과전압 동안 항복 전류가 쇼트키 접점을 통하지 않고 p-n 접합을 통해 흐르도록 설계되었습니다. .

여기서 우리는 p형 영역이 쇼트키 전이의 활성 영역에 직접 형성된다는 것을 알 수 있습니다. 이 설계에는 금속-실리콘 접합과 p-n 접합이라는 두 가지 유형의 접합이 있으므로 특성과 특성에서 중간 위치를 차지합니다. 쇼트키 접합 덕분에 누설 전류가 최소화되고, pn 접합이 있기 때문에 순방향 바이어스에서 높은 전압을 갖습니다.

또한, 에서 보여드린 디자인도 그림 2b , 정전기 방전에 대한 저항이 증가했습니다. 이는 p-n 접합의 공핍 영역에서 대량 누설 전류가 닫혀서 순방향 바이어스 하에서 금속-반도체 경계면의 전기장이 감소하는 작동 원리에 따른 것입니다. 공간 p-n 접합 영역은 최소 폭을 갖습니다. 및 전류-전압 특성(VAC) 그림 3 다이오드는 일반적인 다이오드 설계의 전류-전압 특성에 가깝습니다. 역전압의 경우 인가 전압이 증가함에 따라 p-n 접합의 공핍 영역이 증가하고 인접한 p-n 접합의 SCR이 닫혀 접점을 보호하는 일종의 "스크린"이 형성됩니다. 나-시높은 전압으로 인해 큰 체적 누설 전류가 발생할 수 있습니다.

그림 3 쇼트키 다이오드의 전류-전압 특성

동작 원리

순방향 바이어스 쇼트키 다이오드의 전류-전압 특성은 다음 공식에 의해 결정됩니다.

이는 p-n 접합의 전류-전압 특성과 모양이 일치하지만 전류는 J 0 보다 훨씬 높다 J초 (쇼트키 다이오드의 일반적인 값 알-시 25시에 와 함께 J 0 = 1.6 * 10 -5 A/cm 2 및 p-의 경우 n-접합 엔디 = N a =10·16A/cm3, Js =10 -10A/cm 2 )

쇼트키 다이오드가 순방향 바이어스되면 반도체 자체의 전압이 접합부의 순방향 전압 강하에 추가됩니다. 이 영역의 저항에는 약하게 도핑된 에피택셜 필름의 저항(n -)과 고농도로 도핑된 기판의 저항(n +)이라는 두 가지 구성 요소가 포함됩니다. 전압 허용 오차가 낮은(40V 미만) 쇼트키 다이오드의 경우 n + 영역이 (n -) 영역(각각 약 500 및 5μm)보다 훨씬 길기 때문에 이 두 저항의 크기는 동일합니다. . 이 경우 1cm2 면적의 실리콘의 총 저항은 0.5~1mOhm이며, 100A 전류에서 반도체에 50~100mV의 전압 강하를 생성합니다.

쇼트키 다이오드가 40V보다 큰 역전압을 허용하도록 설계된 경우, 더 높은 전압을 생성하려면 더 긴 약도핑 영역과 더 낮은 캐리어 농도가 필요하기 때문에 약도핑 영역의 저항이 매우 빠르게 증가합니다. 결과적으로 두 요소 모두 다이오드 영역의 저항(n-)이 증가하게 됩니다.

디자인 및 기술 방법.

높은 저항은 기존 실리콘 쇼트키 다이오드가 200V 이상의 전압용으로 설계되지 않는 이유 중 하나입니다.

역누설 전류를 줄이고 정전기 방전에 대한 저항을 높이기 위해 다양한 기술이 사용됩니다.

따라서 누설 전류를 줄이고 적절한 쇼트키 다이오드의 수율을 높이기 위해 장벽층 아래 창에 0.05μm 함몰을 만들고 에피택셜 층에 함몰을 형성한 후 650도 온도에서 어닐링을 수행합니다. . 2~6시간 동안 질소 환경에서.

몰리브덴 쇼트키 다이오드의 역전류를 줄이는 것은 에피택셜 층을 적용하기 전에 기판 뒷면을 자유 연마제로 연마하여 게터 층을 생성하고, 쇼트키 전극의 금속화 후에 게터 층을 제거함으로써 달성됩니다.

가드 링의 폭과 깊이 사이의 최적 비율을 유지함으로써 역방향 누설 전류를 크게 줄이고 정전기에 대한 저항을 높이는 것도 가능합니다.

기사에 대한 의견이나 추가 사항을 작성하세요. 제가 놓친 부분이 있을 수도 있습니다. 제게 유용한 다른 것을 찾으시면 기쁠 것입니다.

쇼트키 다이오드, 더 정확하게는 쇼트키 배리어 다이오드는 금속-반도체 접촉을 기반으로 만들어진 반도체 장치인 반면, 기존 다이오드는 반도체 p-n 접합을 사용합니다.

쇼트키 다이오드는 독일의 물리학자이자 발명가인 월터 쇼트키(Walter Schottky)가 전자공학에서 그 이름과 모습을 갖게 된 것입니다. 그는 1938년 새로 발견된 장벽 효과를 연구하면서 이전에 제시된 이론을 확증했습니다. 전위 장벽에 의해 방지되지만 외부 전기장이 인가됨에 따라 이 장벽은 감소합니다. 월터 쇼트키(Walter Schottky)는 과학자를 기리기 위해 쇼트키 효과(Schottky effect)라고 불리는 이 효과를 발견했습니다.

금속과 반도체 사이의 접촉을 조사하면, 반도체 표면 근처에 주요 전하 캐리어가 고갈된 영역이 있고, 이 반도체가 반도체 측면의 금속과 접촉하는 영역에 있다는 것을 알 수 있습니다. 이온화된 수용체와 도너의 공간 전하 영역이 형성되고 차단 접촉이 실현됩니다. 동일한 쇼트키 장벽 . 이 장벽은 어떤 조건에서 발생합니까? 고체 표면의 열이온 방출 전류는 Richardson 방정식에 의해 결정됩니다.

예를 들어 n형 반도체가 금속과 접촉할 때 금속에서 나온 전자의 열역학적 일함수는 반도체에서 나온 전자의 열역학적 일함수보다 클 때 조건을 만들어 보겠습니다. 이러한 조건에서 Richardson 방정식에 따르면 반도체 표면의 열이온 방출 전류는 금속 표면의 열이온 방출 전류보다 커집니다.

초기에 명명된 물질이 접촉하면 반도체에서 금속으로의 전류가 역방향 전류(금속에서 반도체로)를 초과하여 공간 전하가 근처에 축적되기 시작합니다. -반도체와 금속의 표면 영역 - 반도체에서는 양극이고 반도체 금속에서는 음극입니다. 이러한 전하에 의해 형성된 전기장은 접촉 영역에서 발생하고 에너지 영역은 구부러집니다.

자기장의 영향으로 반도체의 열역학적 일함수가 증가하고 열역학적 일함수와 표면과 관련된 해당 열이온 방출 전류가 접촉 영역에서 동일해질 때까지 증가가 발생합니다.

p형 반도체와 금속에 대한 전위 장벽이 형성되어 평형 상태로 전환되는 모습은 n형 반도체와 금속에 대해 고려한 예와 유사합니다. 외부 전압의 역할은 전위 장벽의 높이와 반도체 공간 전하 영역의 전기장 세기를 조절하는 것입니다.

위 그림은 쇼트키 장벽 형성의 다양한 단계에 대한 밴드 다이어그램을 보여줍니다. 접촉 영역의 평형 조건에서 열이온 방출 전류는 평준화되고 전계 효과의 결과로 전위 장벽이 발생했으며 그 높이는 열역학적 일 함수의 차이와 같습니다. ψк = ФМе - Фп /п.

자동차 증폭기용 전원 공급 장치 및 전압 변환기를 조립하는 동안 변압기의 전류를 정류하는 데 문제가 종종 발생합니다. 강력한 펄스 다이오드를 확보하는 것은 매우 심각한 문제이므로 강력한 쇼트키 다이오드의 전체 목록과 매개변수를 제공하는 기사를 게시하기로 결정했습니다. 얼마 전 개인적으로 자동차 앰프용 컨버터 정류기에 문제가 있었습니다. 변환기는 매우 강력하고(500-600와트) 출력 전압 주파수는 60kHz이며 오래된 쓰레기에서 찾을 수 있는 일반 다이오드는 성냥처럼 즉시 소진됩니다. 당시 사용 가능한 유일한 옵션은 국내 KD213A였습니다. 다이오드는 매우 좋으며 최대 10A를 유지하고 작동 주파수는 100kHz 이내이지만 부하가 걸리면 심하게 과열됩니다.

실제로 강력한 다이오드는 거의 모든 사람에게서 찾아볼 수 있습니다. 컴퓨터 전원 공급 장치는 컴퓨터 전체에 전원을 공급하는 장치입니다. 일반적으로 200W에서 1kW 이상의 전력으로 만들어지며 컴퓨터에 전원이 공급되므로 전원 공급 장치에 정류기가 있어야 함을 의미합니다. 최신 전원 공급 장치는 강력한 쇼트키 다이오드 어셈블리를 사용하여 전압을 정류합니다. 전환 과정에서 전압 강하가 최소화되고 작동 주파수가 네트워크 50Hz보다 훨씬 높은 펄스 회로에서 작동할 수 있습니다. 최근에 그들은 이 짧은 리뷰를 위해 다이오드를 제거한 여러 개의 전원 공급 장치를 무료로 가져왔습니다. 컴퓨터 전원 공급 장치에서는 다양한 다이오드 어셈블리를 찾을 수 있습니다. 여기에는 단일 다이오드가 거의 없습니다. 한 경우에는 공통 음극이 있는 두 개의 강력한 다이오드가 있는 경우가 많습니다(거의 항상). 그 중 일부는 다음과 같습니다.

D83-004 (ESAD83-004)- 쇼트키 다이오드의 강력한 조립, 역전압 40볼트, 허용 전류 30A, 펄스 모드 최대 250A - 아마도 컴퓨터 전원 공급 장치에서 찾을 수 있는 가장 강력한 다이오드 중 하나일 것입니다.

STPS3045CW- 듀얼 쇼트키 다이오드, 정류 전류 15A, 순방향 전압 570mV, 역방향 누설 전류 200uA, 역방향 전압 상수 45V.

전원 공급 장치에 있는 기본 쇼트키 다이오드

쇼트키 TO-220 SBL2040CT 10A x 2 =20A 40V Vf=0.6V(10A에서)
쇼트키 TO-247 S30D40 15A x 2 =30A 40V Vf=0.55V(15A에서)
초고속 TO-220 SF1004G 5A x 2 =10A 200V Vf=0.97V(5A)
초고속 TO-220 F16C20C 8A x 2 =16A 200V Vf=1.3V(8A)
초고속 SR504 5A 40V Vf=0.57
쇼트키 TO-247 40CPQ060 20A x 2 =40A 60V Vf=0.49V(20A에서)
쇼트키 TO-247 STPS40L45C 20A x 2 =40A 45V Vf=0.49V
초고속 TO-247 SBL4040PT 20A x 2 =40A 45V Vf=0.58V(20A)
쇼트키 TO-220 63CTQ100 30A x 2 =60A 100 Vf=0.69V(30A에서)
쇼트키 TO-220 MBR2545CT 15A x 2 =30A 45V Vf=0.65V(15A에서)
쇼트키 TO-247 S60D40 30A x 2 =60A 40-60V Vf=0.65V(30A에서)
쇼트키 TO-247 30CPQ150 15A x 2 =30A 150V Vf=15A에서 1V
쇼트키 TO-220 MBRP3045N 15A x 2 =30A 45V Vf=0.65V(15A에서)
쇼트키 TO-220 S20C60 10A x 2 =20A 30-60V Vf=0.55V(10A에서)
쇼트키 TO-247 SBL3040PT 15A x 2 =30A 30-40V Vf=0.55V(15A에서)
쇼트키 TO-247 SBL4040PT 20A x 2 =40A 30-40V Vf=0.58V(20A)
초고속 TO-220 U20C20C 10A x 2 =20A 50-200V Vf=0.97V(10A)

고전류를 위한 최신 가정용 다이오드 어셈블리도 있습니다. 표시 및 내부 다이어그램은 다음과 같습니다.

또한 생산 , 예를 들어 진공관 증폭기의 전원 공급 장치 및 전원 공급이 증가된 기타 장비에 사용할 수 있습니다. 목록은 다음과 같습니다.

최대 1200V의 전압을 제공하는 고전압 쇼트키 전력 다이오드

높은 스위칭 주파수에서 수십 볼트의 출력 전압을 갖는 저전압 강력한 정류기에는 쇼트키 다이오드를 사용하는 것이 더 바람직합니다.

쇼트키 다이오드는 일반적인 반도체 다이오드의 또 다른 유형으로, 직접 연결했을 때 전압 강하가 낮은 것이 특징입니다. 독일의 물리학자이자 발명가인 Walter Schottky의 이름을 따서 명명되었습니다. 이 다이오드는 p-n 접합이 아닌 금속-반도체 접합을 전위 장벽으로 사용합니다. 쇼트키 다이오드의 허용 가능한 역전압은 일반적으로 약 1200V입니다. 예를 들어 CSD05120 및 그 유사품은 실제로 최대 수십 볼트의 역전압을 갖는 저전압 회로에 사용됩니다.

회로도에서는 거의 다이오드처럼 지정됩니다(위 그림 참조). 또한 약간의 그래픽 차이가 있지만 이중 쇼트키 다이오드가 매우 일반적입니다.

듀얼 쇼트키 다이오드는 하나의 공통 하우징에 조립된 두 개의 개별 요소이며 이러한 구성 요소의 음극 또는 양극 단자가 결합됩니다. 따라서 듀얼 다이오드는 일반적으로 3개의 단자를 사용합니다. 스위칭 및 컴퓨터 전원 공급 장치에서는 공통 음극이 있는 이중 쇼트키 다이오드를 자주 볼 수 있습니다.

두 다이오드 모두 단일 하우징에 배치되고 동일한 기술 프로세스를 사용하여 조립되므로 기술 매개변수가 거의 동일합니다. 한 경우에 이러한 배치를 사용하면 작동 중에 동일한 온도 범위에 있게 되며 이는 장치 전체의 신뢰성을 높이는 주요 요인 중 하나입니다.

장점

직접 연결했을 때 다이오드의 전압 강하는 0.2~0.4V에 불과한 반면, 일반적인 실리콘 다이오드에서는 이 매개변수가 0.6~0.7V입니다. 직접 연결했을 때 반도체 양단의 이러한 낮은 전압 강하는 최대 수십 볼트의 역전압을 갖는 쇼트키 다이오드의 특징이지만, 인가된 전압 레벨이 증가하면 쇼트키 다이오드 양단의 전압 강하는 이미 다음과 비슷합니다. 현대 전자 장치에서 쇼트키 다이오드의 사용을 상당히 제한하는 실리콘 다이오드입니다.
이론적으로 모든 쇼트키 다이오드는 낮은 배리어 커패시턴스를 가질 수 있습니다. 명시적인 기존 p-n 접합이 없으면 장치의 작동 주파수를 크게 높일 수 있습니다. 이 매개변수는 쇼트키 다이오드가 논리 요소로 사용되는 트랜지스터의 전이를 우회하는 집적 회로 생산에 폭넓게 적용됩니다. 전력 전자 분야에서는 쇼트키 다이오드의 또 다른 매개변수가 중요합니다. 즉, 낮은 복구 시간으로 인해 수백 kHz 이상의 주파수에서 전력 정류기를 사용할 수 있습니다. 예를 들어 MBR4015 무선 구성 요소(15V 및 40A)는 RF 전압을 정류하는 데 사용되며 복구 시간은 10kV/μs에 불과합니다.
위에서 언급한 긍정적인 특성으로 인해 쇼트키 다이오드 기반 정류기는 간섭 수준이 낮다는 점에서 표준 다이오드 정류기와 다르므로 아날로그 보조 전원 공급 장치에 사용됩니다.

마이너스

허용 가능한 역전압 수준이 단기적으로 초과되는 경우 쇼트키 다이오드는 크리스털의 전력 손실이 허용 가능한 수준보다 높지 않은 경우 단순히 가역 항복 모드로 들어가는 일반적인 실리콘 다이오드와 달리 실패합니다. 값을 낮추고 전압을 낮추면 다이오드의 특성이 완전히 복원됩니다.
쇼트키 다이오드는 크리스털 온도가 증가함에 따라 증가하는 역전류 값이 더 높은 것이 특징이며, 고전류로 작업할 때 방열판의 작동 조건이 만족스럽지 않은 경우 무선 구성 요소의 열 파괴를 초래합니다.

위에서 언급했듯이 쇼트키 다이오드는 컴퓨터 전원 공급 장치 및 스위칭 전압 조정기에 적극적으로 사용됩니다. 이는 + 3.3V 및 + 5.0V에서 컴퓨터 UPS 회로의 저전압 및 고전류 부분에 사용됩니다. 가장 일반적으로 사용되는 것은 공통 음극을 갖는 이중 다이오드입니다. 고품질의 표시로 간주되는 것은 듀얼 다이오드의 사용입니다.

소진된 쇼트키 다이오드는 가장 일반적인 결함 중 하나입니다. 다이오드에는 두 가지 비작동 상태, 즉 전기적 파손과 본체 누출이 있을 수 있습니다. 이러한 조건 중 하나라도 내장된 보호 회로로 인해 UPS가 차단됩니다.

전기적 고장이 발생하면 전원 공급 장치의 모든 2차 전압이 손실됩니다. 누출이 발생하면 컴퓨터 전원 공급 장치 팬이 "작동"할 수 있으며 출력 전압 리플이 출력에 나타났다가 주기적으로 사라질 수 있습니다. 즉, 보호모듈이 주기적으로 발광하지만 완전한 차단은 이루어지지 않는다. 쇼트키 다이오드는 부착된 라디에이터가 매우 따뜻하거나 강한 탄 냄새가 나면 100% 소진됩니다.

다이오드를 교체한 후 UPS를 수리할 때, 특히 케이스에 누출이 의심되는 경우 스위칭 모드에서 작동하는 모든 전력 트랜지스터를 링해야 한다는 점을 몇 마디 말해야 합니다. 또한 주요 트랜지스터를 교체하는 경우에도 다이오드 점검은 필수이며 반드시 필요합니다.

쇼트키 다이오드를 테스트하는 기술은 표준 표준 다이오드와 동일합니다. 그러나 여기에도 작은 차이가 있습니다. 이미 회로에 납땜된 이러한 유형의 다이오드를 테스트하는 것은 매우 어렵습니다. 따라서 검사를 위해 먼저 어셈블리 또는 개별 요소를 회로에서 제거해야 합니다. 완전히 뚫린 요소를 결정하는 것은 매우 쉽습니다. 모든 저항 측정 한계에서 멀티미터는 무한히 낮은 저항 또는 양방향 단락을 표시합니다.

누출이 의심되는 경우 확인하기가 더 어렵습니다. 예를 들어 "다이오드" 모드의 DT-830과 같은 일반적인 멀티미터로 확인하면 서비스 가능한 구성 요소가 표시됩니다. 그러나 저항계 모드에서 측정을 수행하면 "20kOhm" 한계의 역저항이 무한히 큰 것으로 결정됩니다(1). 요소에 약간의 저항(예: 5kOhm)이 표시되면 이 다이오드를 의심스러운 것으로 간주하고 확실히 작동하는 다이오드로 교체하는 것이 좋습니다. 컴퓨터 UPS의 +3.3V 및 +5.0V 버스에 있는 쇼트키 다이오드를 즉시 교체하는 것이 더 나은 경우도 있습니다.

때로는 알파 및 베타 방사선 수신기(선량계), 중성자 방사선 클램프에 사용되며, 또한 광활한 우주를 쟁기질하는 우주선에 전기를 공급하는 쇼트키 장벽 전환에 태양 전지판이 조립됩니다.

전자 제품의 개발은 무선 부품에 대해 점점 더 높은 표준을 요구합니다. 고주파수에서 작동하기 위해 쇼트키 다이오드가 사용되는데, 이는 실리콘 아날로그보다 매개변수가 우수합니다. 때로는 기본적으로 동일한 의미를 갖는 쇼트키 배리어 다이오드(Schottky Barrier Diode)라는 이름을 접할 수도 있습니다.

설계
소형화
실제로 사용

설계

쇼트키 다이오드는 p-n 접합이 아닌 금속-반도체를 사용하는 설계 방식으로 일반 다이오드와 다릅니다. 여기의 속성이 다르다는 것은 분명합니다. 이는 특성도 달라야 함을 의미합니다.

실제로 반도체 금속에는 다음과 같은 매개변수가 있습니다.

누설 전류는 매우 중요합니다.
직접 연결 시 접합부 전체의 낮은 전압 강하;
값이 낮기 때문에 충전을 매우 빠르게 복원합니다.

쇼트키 다이오드는 갈륨 비소, 실리콘과 같은 재료로 만들어집니다. 훨씬 덜 일반적이지만 게르마늄도 사용할 수 있습니다. 재료 선택은 얻어야 하는 특성에 따라 다르지만 어떤 경우에도 이러한 반도체를 제조할 수 있는 최대 역전압은 1200V보다 높지 않습니다. 이는 가장 높은 전압 정류기입니다. 실제로는 3, 5, 10V의 낮은 전압에서 훨씬 더 자주 사용됩니다.

회로도에서 쇼트키 다이오드는 다음과 같이 지정됩니다.

그러나 때로는 다음과 같은 명칭을 볼 수 있습니다.

이는 이중 요소를 의미합니다. 하나의 하우징에 두 개의 다이오드가 있고 공통 양극 또는 음극이 있으므로 요소에는 3개의 단자가 있습니다. 전원 공급 장치는 공통 음극과 함께 이러한 설계를 사용하며 정류기 회로에 사용하기 편리합니다. 종종 다이어그램에는 일반 다이오드의 표시가 표시되지만 설명에서는 이것이 쇼트키 다이오드임을 나타내므로 주의해야 합니다.

쇼트키 장벽이 있는 다이오드 어셈블리는 세 가지 유형으로 제공됩니다.

유형 1 – 공통 음극 사용;

유형 2 – 공통 양극 사용;

유형 3 – 배가 방식에 따름.

전기요금을 절약하기 위해 독자들은 전기절약박스를 추천합니다. 월 납입금은 Saver를 사용하기 전보다 30~50% 낮아집니다. 이는 네트워크에서 반응성 구성 요소를 제거하여 부하를 줄이고 결과적으로 전류 소비를 줄입니다. 전기제품은 전기를 덜 소비하고 비용이 절감됩니다.

이 연결은 요소의 신뢰성을 높이는 데 도움이 됩니다. 결국 동일한 하우징에 있으면 동일한 온도 체계를 갖게 되며 이는 강력한 정류기가 필요한 경우(예: 10암페어) 중요합니다.

그러나 단점도 있습니다. 문제는 이러한 다이오드의 낮은 전압 강하(0.2~0.4V)가 일반적으로 50~60V의 낮은 전압에서 나타난다는 것입니다. 더 높은 값에서는 일반 다이오드처럼 동작합니다. 그러나 전류 측면에서 보면 이 회로는 매우 좋은 결과를 보여줍니다. 특히 전원 회로와 전원 모듈에서는 반도체의 작동 전류가 최소 10A가 필요한 경우가 많기 때문입니다.

또 다른 주요 단점은 이러한 장치의 경우 역전류가 한 순간이라도 초과될 수 없다는 것입니다. 온도가 초과되지 않으면 즉시 실패하는 반면 실리콘 다이오드는 특성을 복원합니다.

하지만 아직 긍정적인 점이 더 많습니다. 쇼트키 다이오드는 전압 강하가 낮을 뿐만 아니라 접합 커패시턴스 값도 낮습니다. 아시다시피, 용량이 낮을수록 빈도가 높아집니다. 이러한 다이오드는 스위칭 전원 공급 장치, 정류기 및 수백 킬로헤르츠의 주파수를 갖는 기타 회로에 적용됩니다.

이러한 다이오드의 전류-전압 특성은 비대칭적인 모습을 보입니다. 순방향 전압을 가하면 전류는 기하급수적으로 증가하고, 역방향 전압을 가하면 전류는 전압에 의존하지 않는 것이 분명합니다.

이 반도체의 작동 원리가 주요 캐리어인 전자의 움직임을 기반으로 한다는 것을 알면 이 모든 것을 설명할 수 있습니다. 같은 이유로 이러한 장치는 매우 빠릅니다. p-n 접합이 있는 장치의 특성인 재결합 프로세스가 없습니다. 장벽 구조를 가진 모든 장치는 전류-전압 특성의 비대칭성을 특징으로 합니다. 왜냐하면 전류의 전압 의존성을 결정하는 것은 전하 캐리어의 수이기 때문입니다.

소형화

마이크로 전자 공학의 발전으로 특수 마이크로 회로와 단일 칩 마이크로 프로세서가 널리 사용되기 시작했습니다. 이 모든 것은 매달린 요소의 사용을 배제하지 않습니다. 그러나 이러한 목적으로 기존 크기의 무선 요소를 사용하면 전체적으로 소형화 아이디어가 무효화됩니다. 따라서 기존 부품보다 10배 이상 작은 SMD 부품인 오픈 프레임 요소가 개발되었습니다. 이러한 구성 요소의 전류-전압 특성은 기존 장치의 전류-전압 특성과 다르지 않으며 크기가 줄어들어 이러한 예비 부품을 다양한 마이크로 어셈블리에 사용할 수 있습니다.

SMD 구성요소는 다양한 크기로 제공됩니다. SMD 크기 1206은 수동 납땜에 적합하며 크기는 3.2 x 1.6mm이므로 직접 납땜할 수 있습니다. 다른 SMD 요소는 더 소형이며 특수 장비를 사용하여 공장에서 조립되므로 집에서 직접 납땜하는 것은 불가능합니다.

smd 구성 요소의 작동 원리도 대형 부품과 다르지 않습니다. 예를 들어 다이오드의 전류-전압 특성을 고려하면 모든 크기의 반도체에 동일하게 적합합니다. 전류 범위는 1~10A입니다. 케이스의 표시는 종종 디지털 코드로 구성되며, 해당 코드의 디코딩은 특수 표에 나와 있습니다. 대형 제품과 마찬가지로 테스터를 사용하여 적합성을 테스트할 수 있습니다.

실제로 사용

쇼트키 정류기는 스위칭 전원 공급 장치, 전압 안정기, 스위칭 정류기에 사용됩니다. 가장 까다로운 전류(10A 이상)는 3.3V 및 5V의 전압입니다. 쇼트키 장치가 가장 자주 사용되는 것은 이러한 보조 전원 회로에 있습니다. 전류 값을 증폭하기 위해 공통 양극 또는 음극이 있는 회로에 함께 연결됩니다. 각 듀얼 다이오드의 정격이 10암페어인 경우 상당한 안전 여유를 얻을 수 있습니다.

스위칭 전원 모듈의 가장 일반적인 오작동 중 하나는 동일한 다이오드의 고장입니다. 일반적으로 완전히 뚫리거나 누출됩니다. 두 경우 모두 결함이 있는 다이오드를 교체해야 하며, 멀티미터로 전력 트랜지스터를 점검하고 공급 전압을 측정해야 합니다.

테스트 및 호환성

쇼트키 정류기는 유사한 특성을 갖고 있기 때문에 기존 반도체와 동일한 방식으로 테스트할 수 있습니다. 멀티미터를 사용하여 양방향으로 링을 울려야 합니다. 일반 다이오드(양극-음극)와 동일한 방식으로 표시되어야 하며 누출이 없어야 합니다. 약간의 저항 (2-10 킬로 옴)이라도 보이면 이는 이미 의심의 이유입니다.

공통 양극 또는 음극이 있는 다이오드는 서로 연결된 두 개의 일반 반도체처럼 테스트할 수 있습니다. 예를 들어, 양극이 공통이면 3개 중 1개의 다리가 됩니다. 하나의 테스터 프로브를 양극에 배치하고 다른 다리는 다른 다이오드이며 다른 프로브는 그 위에 배치됩니다.

다른 기종으로 교체 가능한가요? 어떤 경우에는 쇼트키 다이오드가 일반 게르마늄 다이오드로 대체되기도 합니다. 예를 들어, 10암페어의 전류에서 D305는 0.3V의 강하만을 제공했으며 2-3암페어의 전류에서는 일반적으로 라디에이터 없이 설치할 수 있습니다. 그러나 쇼트키 설치의 주요 목적은 작은 방울이 아니라 용량이 적기 때문에 교체가 항상 가능한 것은 아닙니다.

보시다시피 전자 장치는 가만히 있지 않으며 고속 장치의 추가 적용이 증가하여 새롭고 더 복잡한 시스템을 개발할 수 있게 됩니다.

특이한 효과를 발견한 과학자들의 이름을 딴 대규모 반도체 다이오드 제품군에 하나 더 추가할 수 있습니다. 쇼트키 다이오드입니다.

독일 물리학자 Walter Schottka는 금속-반도체 전이를 생성하는 특정 기술에서 발생하는 소위 장벽 효과를 발견하고 연구했습니다.

쇼트키 다이오드의 주요 특징은 pn 접합을 기반으로 하는 기존 다이오드와 달리 쇼트키 장벽이라고도 불리는 금속-반도체 접합을 사용한다는 점이다. 이 장벽은 반도체 pn 접합과 마찬가지로 단방향 전기 전도성과 여러 가지 독특한 특성을 가지고 있습니다.

쇼트키 배리어 다이오드를 만드는 데 사용되는 재료는 주로 실리콘(Si)과 갈륨 비소(GaAs)뿐 아니라 금, 은, 백금, 팔라듐, 텅스텐과 같은 금속입니다.

회로도에서 쇼트키 다이오드는 다음과 같이 표시됩니다.

보시다시피 기존 반도체 다이오드의 명칭과는 이미지가 다소 다릅니다.

이 지정 외에도 다이어그램에서 듀얼 쇼트키 다이오드(어셈블리)의 이미지도 찾을 수 있습니다.

듀얼 다이오드는 하나의 공통 하우징에 장착된 두 개의 다이오드입니다. 음극 또는 양극의 단자가 결합됩니다. 따라서 이러한 어셈블리에는 일반적으로 세 가지 출력이 있습니다. 스위칭 전원 공급 장치는 일반적으로 공통 음극 어셈블리를 사용합니다.

두 개의 다이오드가 동일한 하우징에 배치되고 단일 기술 프로세스로 만들어지기 때문에 매개변수가 매우 가깝습니다. 단일 하우징에 배치되므로 온도 조건이 동일합니다. 이는 요소의 신뢰성과 서비스 수명을 증가시킵니다.

쇼트키 다이오드는 접합부 전체에 걸쳐 매우 낮은 순방향 전압 강하(0.2~0.4V)와 매우 높은 성능이라는 두 가지 긍정적인 특성을 가지고 있습니다.

불행하게도 이러한 작은 전압 강하는 인가 전압이 50-60V 이하일 때 발생합니다. 더 증가하면 쇼트키 다이오드는 일반 실리콘 정류기 다이오드처럼 동작합니다. 쇼트키의 최대 역전압은 일반적으로 250V를 초과하지 않지만 1.2킬로볼트(VS-10ETS12-M3) 등급의 샘플을 판매할 수 있습니다.

그래서 듀얼 쇼트키 다이오드(쇼트키 정류기) 60CPQ150최대 150V의 역전압을 위해 설계되었으며 어셈블리의 각 다이오드는 직접 연결 시 30A를 전달할 수 있습니다!

반주기 정류 전류가 최대 400A에 도달할 수 있는 샘플도 찾을 수 있습니다! VS-400CNQ045 모델이 그 예입니다.

회로도에서 음극의 복잡한 그래픽 표현은 간단히 생략되고 쇼트키 다이오드는 일반 다이오드로 표시되는 경우가 많습니다. 그리고 사용된 요소의 유형은 사양에 표시되어 있습니다.

쇼트키 장벽이 있는 다이오드의 단점은 역전압이 잠시 초과되더라도 즉시 실패하며, 가장 중요하게는 되돌릴 수 없다는 점입니다. 실리콘 파워 밸브는 초과 전압이 멈춘 후에도 완벽하게 자가 치유되어 계속 작동합니다. 또한 다이오드의 역전류는 접합 온도에 따라 크게 달라집니다. 역전류가 크면 열 파괴가 발생합니다.

빠른 속도와 그에 따른 짧은 복구 시간 외에도 쇼트키 다이오드의 긍정적인 품질에는 작은 접합(장벽) 커패시턴스가 포함되어 있어 작동 주파수를 높일 수 있습니다. 이를 통해 수백 킬로헤르츠의 주파수에서 펄스 정류기에 사용할 수 있습니다. 많은 쇼트키 다이오드는 통합 마이크로 전자공학에 적용됩니다. 나노기술을 사용하여 제작된 쇼트키 다이오드는 집적 회로에 포함되어 있으며, 트랜지스터 접합을 우회하여 성능을 향상시킵니다.

1N581x 시리즈(1N5817, 1N5818, 1N5819)의 쇼트키 다이오드는 아마추어 무선 실습에 뿌리를 내렸습니다. 이들 모두는 최대 순방향 전류( 나는 F(AV)) – 1암페어 및 역전압( VR RRM) 20~40V. 전력 감소 ( VF) 접합부에서의 전압은 0.45 ~ 0.55V입니다. 이미 언급한 바와 같이 순방향 전압 강하( 순방향 전압 강하) 쇼트키 장벽이 있는 다이오드의 경우 매우 작습니다.

꽤 잘 알려진 또 다른 요소는 1N5822입니다. 3암페어의 순방향 전류용으로 설계되었으며 DO-201AD 하우징에 들어 있습니다.

또한 인쇄 회로 기판에서는 표면 실장용 SK12 - SK16 시리즈 다이오드를 찾을 수 있습니다. 그들은 크기가 아주 작습니다. 그럼에도 불구하고 SK12-SK16은 20~60V의 역전압에서 최대 1A의 순방향 전류를 견딜 수 있습니다. 순방향 전압 강하는 0.55V(SK12, SK13, SK14의 경우) 및 0.7V(SK15, SK16의 경우)입니다. 또한 실제로는 SK32 - SK310 시리즈의 다이오드를 찾을 수 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다. SK36, 3A의 직류용으로 설계되었습니다.

전원 공급 장치에 쇼트키 다이오드를 적용합니다.

쇼트키 다이오드는 컴퓨터 전원 공급 장치 및 스위칭 전압 안정기에 적극적으로 사용됩니다. 저전압 공급 전압 중 가장 높은 전류(수십 암페어)는 +3.3V와 +5.0V입니다. 쇼트키 배리어 다이오드가 사용되는 것은 이러한 보조 전원 공급 장치입니다. 대부분 공통 음극이 있는 3단자 어셈블리가 사용됩니다. 고품질의 기술적으로 진보된 전원 공급 장치의 표시로 간주될 수 있는 어셈블리의 사용입니다.

쇼트키 다이오드의 고장은 스위칭 전원 공급 장치의 가장 일반적인 결함 중 하나입니다. 순수한 전기 파손과 누출이라는 두 가지 "죽은" 상태를 가질 수 있습니다. 이러한 조건 중 하나가 존재하면 보호가 실행되면서 컴퓨터의 전원 공급이 차단됩니다. 그러나 이것은 다른 방식으로 일어날 수 있습니다.

첫 번째 경우에는 모든 2차 응력이 없습니다. 보호 장치로 인해 전원 공급 장치가 차단되었습니다. 두 번째 경우에는 팬이 "트위치"하고 전압 리플이 주기적으로 나타났다가 전원 공급 장치 출력에서 사라집니다.

즉, 주기적으로 보호회로가 작동되지만 전원이 완전히 차단되지는 않는다. 쇼트키 다이오드는 불쾌한 냄새가 날 때까지 설치된 라디에이터가 매우 뜨거우면 고장이 보장됩니다. 마지막 진단 옵션은 누출과 관련이 있습니다. 다중 프로그램 모드에서 중앙 프로세서의 부하가 증가하면 전원 공급 장치가 자동으로 꺼집니다.

전원 공급 장치를 전문적으로 수리할 때, 특히 누출이 의심되는 경우 2차 다이오드를 교체한 후 키 기능을 수행하는 모든 전력 트랜지스터를 확인해야 하며 그 반대의 경우도 마찬가지라는 점을 명심해야 합니다. 키 트랜지스터를 교체한 후 2차 다이오드를 확인하는 것은 필수 절차. 항상 원칙에 따라야 합니다. 문제는 혼자 오지 않습니다.

멀티미터로 쇼트키 다이오드를 확인합니다.

상용 멀티미터를 사용하여 쇼트키 다이오드를 확인할 수 있습니다. 이 기술은 p-n 접합이 있는 기존 반도체 다이오드를 확인할 때와 동일하다. 하지만 여기에도 함정이 있습니다. 누출 다이오드는 테스트하기가 특히 어렵습니다. 우선, 보다 정확한 점검을 위해서는 회로에서 소자를 제거해야 합니다. 완전히 파손된 다이오드를 확인하는 것은 매우 쉽습니다. 저항 측정의 모든 한계에서 결함이 있는 요소는 순방향 및 역방향 연결 모두에서 극소의 저항을 갖습니다. 이는 단락과 동일합니다.

"누설"이 의심되는 다이오드를 확인하는 것이 더 어렵습니다. "다이오드" 모드에서 DT-830 멀티미터로 확인하면 완전히 서비스 가능한 요소를 볼 수 있습니다. 저항계를 사용하여 역저항을 측정해 볼 수 있습니다. "20kOhm" 한계에서 역방향 저항은 무한대로 큰 것으로 정의됩니다. 장치에 최소한 3kΩ의 저항이 표시되면 이 다이오드를 의심스러운 것으로 간주하고 알려진 양호한 다이오드로 교체해야 합니다. +3.3V 및 +5.0V 전원 버스에서 쇼트키 다이오드를 완전히 교체하면 100% 보장이 가능합니다.

쇼트키 다이오드는 전자 제품 어디에 또 사용됩니까? 알파 및 베타 방사선 수신기, 중성자 방사선 검출기, 최근 쇼트키 장벽 접합에 태양광 패널이 조립된 등 다소 이국적인 장치에서 찾을 수 있습니다. 그래서 그들은 또한 우주선에 전기를 공급합니다.

또는 다양한 전기 회로도에는 쇼트키 다이오드와 같은 것이 있습니다. 우선 특수 반도체 다이오드로 직접 연결 시 전압 강하가 적고 반도체와 금속으로 구성되어 있다. 이 전자 소자를 발명한 독일 발명가 Walter Schottky를 기리기 위해 이름이 붙여졌습니다.

접촉 중

산업용 전자 부품의 허용 역전압은 250V로 제한됩니다. 연습 중 주로 사용저전압 회로에서는 전류가 반대 방향으로 흐르는 것을 방지합니다. 전력에 따라 저전력, 중전력 및 고전력의 여러 그룹으로 나뉩니다.

장치 자체는 금속 - 반도체, 유리 패시베이션, 보호 링 및 금속으로 구성됩니다. 전류가 회로를 통해 흐르기 시작하면 보호 링과 반도체 장벽의 전체 영역에 축적됩니다. 양전하와 음전하, 그러나 전기장이 발생하고 열이 발생하는 신체의 다른 부분에서 이는 일부 물리학 실험에 큰 장점입니다.

다른 반도체와의 차이점

이 전자 소자는 금속을 장벽으로 사용한다는 점에서 다른 전자 소자와 다릅니다. 반도체는 단방향 전기 전도도를 가지며 다른 많은 독특한 특성을 가지고 있습니다. 이러한 반도체 금속은 갈륨 비소, 금, 탄화 규소, 텅스텐, 게르마늄, 팔라듐, 백금 등이 될 수 있습니다.

쇼트키 전자 소자의 전체 작동은 선택한 금속에 따라 달라집니다. 실리콘은 다른 것보다 신뢰성이 높고 고전력에서도 잘 작동하기 때문에 특히 자주 사용됩니다. 또한 다른 금속보다 자주그들은 비소와 갈륨의 화합물인 갈륨비소(GaAs)를 기반으로 한 반도체를 사용하며, 게르마늄(Ge)을 기반으로 하는 경우는 거의 없습니다. 이러한 전자소자의 제조기술은 매우 간단하므로 가격이 가장 저렴하다.

또한, 쇼트키 다이오드는 전류가 공급되면 안정적으로 동작한다는 점에서 다른 다이오드와 다릅니다. 안정성을 위해 이 전자 소자 본체에 특수 크리스탈을 삽입하는데, 부주의나 부주의로 인해 장치가 오작동할 수 있기 때문에 이는 매우 섬세한 작업입니다. 사람들은 이 작업을 거의 수행하지 않습니다. 대부분의 경우 이 작업은 이러한 작업을 위해 프로그래밍된 자동 기계인 특수 로봇에 의해 수행됩니다.

쇼트키 다이오드 지정 및 표시

모든 전자 부품 및 요소에는 명칭이 있듯이 회로도에서는 이 전자 요소도 다음과 같이 표시됩니다(그림 1 참조). 이는 기존 반도체 명칭과 다소 다릅니다.

다이어그램에서 듀얼 쇼트키 다이오드의 이미지도 볼 수 있습니다(그림 2 참조). 이는 두 개의 장착된 전자 요소입니다. 한 공동 건물에. 양극 또는 음극은 납땜되어 있으므로 3개의 단자가 있습니다.

이 전자 요소는 대부분과 마찬가지로 측면에 표시되어 있습니다. 그리고 명칭의 문자와 숫자가 명확하지 않은 경우 무선 엔지니어링 참고서에서 해당 디코딩을 확인할 수 있습니다.

장점과 단점

이 장치에는 긍정적인 측면과 단점이 있습니다.

회로에서 전류를 잘 유지합니다.
다이오드의 장기적인 성능을 증가시키는 반도체 금속으로 만들어진 작은 배리어 용량;
다른 반도체와 달리 쇼트키 다이오드는 낮은 전압 강하를 나타냅니다.
전기 회로에서 이 쇼트키 다이오드는 빠르게 작동합니다.

큰 마이너스문제는 역전류가 매우 클 수 있다는 것이다. 예를 들어 어떤 경우에는 요구 사항을 초과합니다. 역전류 레벨몇 암페어의 경우에도 전자 요소는 새 것이든 오래된 것이든 관계없이 가장 부적절한 순간에 단순히 고장나거나 고장납니다. 다이오드 누출도 종종 관찰될 수 있는데, 이는 경우에 따라 반도체 테스트를 무시할 경우 심각한 결과를 초래할 수 있습니다.

쇼트키 다이오드 응용

이것들 전자 요소위에 제시된 , 컴퓨터, 안정기, 가전 제품, 라디오 방송, 텔레비전, 전원 공급 장치, 태양 전지 패널, 트랜지스터 및 모든 삶의 영역의 기타 여러 장치 등 거의 모든 곳에서 찾을 수 있습니다.

모든 경우에 효율성과 성능이 향상됩니다. 손실 횟수를 줄입니다전압 역학, 전류의 역 저항을 복원하고 알파, 베타 및 감마 전하의 방사선을 흡수하고 고장없이 오랫동안 작업할 수 있으며 전기 회로의 전압에서 전류를 유지합니다.

쇼트키 다이오드 진단

필요한 경우 쇼트키 전자 소자를 진단할 수 있지만 시간이 조금 걸립니다. 우선, 다이오드 브리지나 전자 회로에서 한 요소의 납땜을 풀어야 합니다. 육안으로 검사그리고 테스터에게 확인해 보세요. 이러한 간단한 기술 작업을 통해 반도체가 작동하는지 여부를 확인할 수 있습니다. 전체 어셈블리를 납땜할 필요는 없지만 추가 작업이 필요하며 가장 중요한 것은 - s시간 낭비.

멀티미터를 사용하여 이 다이오드 또는 다이오드 브리지를 확인할 수도 있지만 제조업체가 장치 측면에 전류를 기록한다는 점에 유의하세요. 멀티미터를 켜고 프로브를 양극과 음극 끝으로 가져가면 다이오드의 전압이 표시됩니다.

어떤 이유로 쇼트키 다이오드에 결함이 생기는 경우가 있습니다. 그것들을 살펴보자:

또한 두 경우 모두 타는 냄새를 느끼지 않으며 연기도 보이지 않습니다. 하우징에는 이러한 사고에 대한 특별한 보호 기능이 내장되어 있기 때문입니다. 갑자기 하나의 트랜지스터에 있다면 위의 다이오드가 소진되었습니다., 그런 다음 다이오드를 확실히 점검해야 하기 때문에 이것이 결함을 발견한 유일한 장치인지 확인하십시오.

때로는 필요할 때 다이오드의 서비스 가능성을 확인하는 것이 불가능할 수도 있습니다. 가끔 이런 일이 일어나기도 해요컴퓨터 속도가 느려지기 시작하고 전원을 켜는 데 오랜 시간이 걸리며 작동이 멈춥니다. 아마도 문제는 특히 다이오드와 관련이 있을 수 있으며 누구나 프로세서를 분해하여 내부에서 무슨 일이 일어나는지 확인할 수 있습니다.

먼저 컴퓨터의 전원을 끄고 시스템 장치의 전원 공급 장치를 열어야 합니다. 다이오드를 즉시 확인할 수 있습니다. 구멍이나 파손된 부분이 있는지 확인하세요. 있다면 꺼내서 새 반도체로 교체하여 문제를 직접 해결해야하지만 전문가의 도움을 구하는 것이 좋습니다.

현대 세계의 쇼트키 반도체

쇼트키 다이오드는 현대 생활의 모든 영역, 특히 전자 제품에서 널리 사용되고 널리 보급되었습니다. 그들은 다음과 같이 찾을 수 있습니다 이중 정류기 다이오드, 두 개의 반도체가 하나의 패키지에 설치되고 양극 또는 음극의 끝이 서로 연결되는 경우 간단한 것 또한 매우 작을 수 있습니다(예: 소형 전기 부품에서 매우 자주 발견됨).

이 반도체는 가전 제품의 스위칭 전원 공급 장치에 자주 사용되며 손실을 크게 줄이고 열 작동을 향상시킵니다. 또한 데이터 전자 요소전류 정류기로 트랜지스터에 사용되며 병렬 전원 공급 장치를 결합하는 데 사용되는 특수 다이오드에도 사용됩니다.

설계
소형화
실제로 사용

설계

실제로 반도체 금속에는 다음과 같은 매개변수가 있습니다.

누설 전류는 매우 중요합니다.
직접 연결 시 접합부 전체의 낮은 전압 강하;
값이 낮기 때문에 충전을 매우 빠르게 복원합니다.

회로도에서 쇼트키 다이오드는 다음과 같이 지정됩니다.

그러나 때로는 다음과 같은 명칭을 볼 수 있습니다.

쇼트키 장벽이 있는 다이오드 어셈블리는 세 가지 유형으로 제공됩니다.

유형 1 – 공통 음극 사용;

유형 2 – 공통 양극 사용;

유형 3 – 배가 방식에 따름.

소형화

실제로 사용

스위칭 전원 모듈의 가장 일반적인 오작동 중 하나는 동일한 다이오드의 고장입니다. 일반적으로 완전히 뚫리거나 누출됩니다. 두 경우 모두 결함이 있는 다이오드를 교체해야 하며, 멀티미터로 전력 트랜지스터를 점검하고 공급 전압을 측정해야 합니다.

테스트 및 호환성

보시다시피 전자 장치는 가만히 있지 않으며 고속 장치의 추가 적용이 증가하여 새롭고 더 복잡한 시스템을 개발할 수 있게 됩니다.

분명히 쇼트키 장벽의 전류-전압 특성은 비대칭인 것으로 나타났습니다. 순방향에서는 인가 전압이 증가함에 따라 전류가 기하급수적으로 증가합니다. 반대 방향에서는 전류가 전압에 의존하지 않습니다. 두 경우 모두 전류는 대부분의 전하 캐리어인 전자로 인해 발생합니다.

따라서 쇼트키 다이오드는 추가 시간이 필요한 확산 및 재결합 프로세스를 제거하므로 빠르게 작동합니다. 전압에 대한 전류의 의존성은 캐리어 수의 변화와 관련이 있습니다. 왜냐하면 이러한 캐리어가 전하 전송 과정에 참여하기 때문입니다. 외부 전압은 쇼트키 장벽의 한쪽에서 다른 쪽으로 이동할 수 있는 전자의 수를 변경합니다.

제조 기술과 설명된 작동 원리를 기반으로 쇼트키 다이오드는 순방향 전압 강하가 낮아 기존 p-n 다이오드보다 훨씬 적습니다.

여기에서는 접촉 영역을 통한 작은 초기 전류라도 열 방출로 이어지며, 이는 추가 전류 캐리어의 출현에 기여합니다. 이 경우 소수 전하 캐리어가 주입되지 않습니다.

따라서 쇼트키 다이오드는 소수 캐리어가 없기 때문에 확산 용량이 없으며 결과적으로 반도체 다이오드에 비해 성능이 상당히 높습니다. 결과는 날카로운 비대칭 p-n 접합과 같습니다.

따라서 우선 쇼트키 다이오드는 검출기, 혼합, 애벌랜치 통과, 파라메트릭, 펄스, 곱셈과 같은 다양한 목적을 위한 마이크로파 다이오드입니다. 쇼트키 다이오드는 방사선 수신기, 스트레인 게이지, 핵 방사선 검출기, 광 변조기 및 고주파 전류 정류기로 사용할 수 있습니다.

다이어그램의 쇼트키 다이오드 지정

오늘날의 쇼트키 다이오드

오늘날 쇼트키 다이오드는 전자 장치에 매우 널리 사용됩니다. 다이어그램에서는 기존 다이오드와 다르게 표시됩니다. 일반적인 전원 스위치의 3단자 패키지로 제작된 이중 쇼트키 정류기 다이오드를 흔히 찾을 수 있습니다. 이러한 이중 설계에는 내부에 두 개의 쇼트키 다이오드가 포함되어 있으며, 음극 또는 양극으로 연결되며, 더 자주 음극으로 연결됩니다.

어셈블리의 다이오드는 매우 유사한 매개변수를 가지고 있습니다. 각 어셈블리는 단일 기술 주기로 제조되고 결과적으로 작동 온도 조건이 동일하며 이에 따라 신뢰성이 더 높기 때문입니다. 고속(수 나노초)과 함께 0.2~0.4V의 순방향 전압 강하는 p-n 다이오드에 비해 쇼트키 다이오드의 확실한 장점입니다.

다이오드의 쇼트키 장벽의 낮은 전압 강하 기능은 최대 60V의 인가 전압에서 나타납니다. 하지만 성능은 흔들리지 않습니다. 오늘날 25CTQ045 유형의 쇼트키 다이오드(어셈블리의 각 다이오드 쌍에 대해 최대 45V의 전압, 최대 30A의 전류용)는 많은 스위칭 전원 공급 장치에서 찾을 수 있으며, 전류에 대한 전력 정류기 역할을 합니다. 최대 수백 킬로헤르츠의 주파수.

쇼트키 다이오드의 단점에 대한 주제를 언급하지 않는 것은 불가능합니다. 물론 존재하며 그 중 두 가지가 있습니다. 첫째, 임계 전압이 단기적으로 초과되면 다이오드가 즉시 손상됩니다. 둘째, 온도는 최대 역전류에 큰 영향을 미친다. 접합 온도가 매우 높으면 정격 전압에서 작동하더라도 다이오드가 쉽게 파손됩니다.

실제로 쇼트키 다이오드 없이는 라디오 아마추어 한 명도 할 수 없습니다. 여기서 가장 널리 사용되는 다이오드인 1N5817, 1N5818, 1N5819, 1N5822, SK12, SK13, SK14를 확인할 수 있습니다. 이 다이오드는 리드아웃 버전과 SMD 버전으로 모두 제공됩니다. 라디오 아마추어가 그토록 중요하게 생각하는 가장 중요한 점은 이러한 구성 요소의 저렴한 가격으로 높은 성능과 접합부 전체의 낮은 전압 강하(최대 0.55V)입니다.

어떤 목적으로든 쇼트키 다이오드가 없는 희귀한 인쇄회로기판입니다. 쇼트키 다이오드는 피드백 회로의 저전력 정류기 역할을 하고, 0.3~0.4V 수준의 전압 안정기 역할을 하며, 검출기 역할을 합니다.

아래 표에서는 오늘날 가장 일반적인 저전력 쇼트키 다이오드의 매개변수를 볼 수 있습니다.