Çfarë është një diodë Schottky - një përshkrim i hollësishëm i gjysmëpërçuesit. Dioda Schottky - karakteristikat dhe parimi i funksionimit Dioda e furçës

Në instalimet elektrike, siç e dini, pajisjet gjysmëpërçuese të fuqisë - diodat industriale - kanë një përdorim të madh. Këto janë diodat zener, diodat Zener dhe mysafiri i artikullit tonë -

Çfarë është një diodë Schottky (e emëruar pas fizikanit gjerman Walter Schottky), mund të them shkurtimisht - ndryshon nga diodat e tjera në parimin e funksionimit të bazuar në një kontakt ndreqës metal-gjysmëpërçues. Ky efekt mund të ndodhë në dy raste: për një diodë të tipit n - nëse funksioni i punës së gjysmëpërçuesit është më i vogël se ai i metalit, për një diodë të tipit p - nëse funksioni i punës së gjysmëpërçuesit është më i madh se ai i metalike. Më të njohurat janë diodat Schottky të tipit n për shkak të lëvizshmërisë së lartë të elektroneve, të krahasueshme me lëvizshmërinë e vrimave.

Fig 1. Pamje seksionale e një diode Schottky

Avantazhet dhe disavantazhet

Për krahasim, marrim një diodë bipolare. Siç thonë ata: direkt në zjarr, le të fillojmë me të metën, dhe unë mendoj se është më e rëndësishmja. Diodat Schottky kanë një rrymë të madhe të kundërt.

Kjo është e gjitha me minuset, tani gjërat e mira janë pluset.

Së pari, unë besoj se diodat Schottky janë më të shpejtat. Ju gjithashtu mund të merrni parasysh, si një plus, rënien e tensionit përpara në të njëjtën rrymë, e cila është disa të dhjetat e një volt më pak se ajo e atyre bipolare.
Së dyti, mund të shtojmë se këto dioda nuk grumbullojnë transportues ngarkesash jo-shumicë, pasi rryma në gjysmëpërçues kalon sipas parimit të driftit. Unë do t'ju tregoj për këtë mekanizëm në artikujt vijues.

Një numër i madh i diodave Schottky prodhohen duke përdorur teknologji planare me një shtresë n epitaksiale, në sipërfaqen e së cilës krijohet një shtresë oksidi, në të cilën dritaret formohen për të formuar një pengesë. Si këto të fundit përdoren metalet e mëposhtme: molibden, titan, platin, nikel. Një unazë e silikonit të tipit p është formuar në të gjithë zonën e zonës së kontaktit ( Figura 2 a), i cili do të shërbejë për të reduktuar rrymat e rrjedhjes së skajit.

Figura 2 a., b.

Unaza "roje" funksionon në këtë mënyrë: shkalla e dopingut dhe dimensionet e rajonit p janë të dizajnuara në atë mënyrë që gjatë mbitensioneve në pajisje, rryma e prishjes të rrjedhë përmes kryqëzimit p-n, dhe jo përmes kontaktit Schottky. .

Këtu shohim se rajonet e tipit p formohen drejtpërdrejt në rajonin aktiv të tranzicionit Schottky. Meqenëse ky dizajn ka dy lloje kryqëzimi - një kryqëzim metal-silikon dhe një kryqëzim p-n - ai zë një pozicion të ndërmjetëm në vetitë dhe karakteristikat e tij. Falë kryqëzimit Schottky, ai ka rryma rrjedhjeje minimale dhe për shkak të pranisë së kryqëzimit p-n, ka tensione të larta në paragjykim përpara.

Gjithashtu dizajni i paraqitur në Figura 2 b , ka rritur rezistencën ndaj shkarkimit të elektricitetit statik. Kjo rrjedh nga parimi i funksionimit, i cili është se rrymat e rrjedhjes me shumicë janë të mbyllura në rajonin e varfërimit të kryqëzimit p-n, duke reduktuar kështu fushën elektrike në ndërfaqen metal-gjysmëpërçues nën anshmërinë përpara, rajonet e kryqëzimeve hapësinore p-n kanë një gjerësi minimale , dhe karakteristikat e tensionit aktual (VAC) Fig.3 dioda është afër karakteristikës së tensionit aktual të një modeli tipik diodë. Me tensione të kundërta, zona e varfërimit të kryqëzimit p-n rritet me rritjen e tensionit të aplikuar dhe SCR e kryqëzimeve fqinje p-n mbyllet, duke formuar një lloj "ekrani" që mbron kontaktin. une-Si tensione të larta, të cilat mund të shkaktojnë rryma të mëdha të rrjedhjes vëllimore.

Fig. 3 Karakteristika e tensionit aktual të një diode Schottky

Parimi i funksionimit

Karakteristika e tensionit aktual të një diode Schottky të anuar përpara përcaktohet nga formula

e cila në formë përkon me karakteristikën e rrymës-tensionit të kryqëzimit pn, por rryma J 0 shumë më e lartë se J s (vlerat tipike të një diode Schottky Al-Si në 25 ME J 0 = 1,6 * 10 -5 A/cm 2, dhe për p- n-kryqëzimi në N d = N a =10 16 A/cm 3, J s =10 -10 A/cm 2 )

Kur një diodë Schottky është e anuar përpara, voltazhi në të gjithë gjysmëpërçuesin i shtohet rënies së tensionit përpara nëpër kryqëzim. Rezistenca e këtij rajoni përmban dy komponentë: rezistencën e filmit epitaksial të ndotur lehtë (n -) dhe rezistencën e substratit të dopuar shumë (n +). Për një diodë Schottky me tolerancë të ulët të tensionit (më pak se 40 V), këto dy rezistenca janë të së njëjtës rend të madhësisë, pasi rajoni n + është shumë më i gjatë se rajoni (n -) (përafërsisht 500 dhe 5 μm, përkatësisht) . Rezistenca totale e silikonit me një sipërfaqe prej 1 cm2 është në këtë rast nga 0,5 në 1 mOhm, duke krijuar një rënie të tensionit në gjysmëpërçues nga 50 në 100 mV me një rrymë prej 100A.

Nëse një diodë Schottky është projektuar për të lejuar një tension të kundërt më të madh se 40 V, rezistenca e rajonit të dopuar lehtë rritet shumë shpejt, pasi kërkohet një rajon më i gjatë i dopuar lehtë dhe një përqendrim edhe më i ulët i bartësit për të prodhuar një tension më të lartë. Si rezultat, të dy faktorët çojnë në një rritje të rezistencës (n -) të rajonit të diodës.

Metodat e projektimit dhe teknologjisë.

Rezistenca e lartë është një nga arsyet që diodat konvencionale të silikonit Schottky nuk janë të dizajnuara për tensione mbi 200 V.

Për të zvogëluar rrymat e rrjedhjes së kundërt dhe për të rritur rezistencën ndaj shkarkimeve të elektricitetit statik, përdoren teknika të ndryshme.

Kështu, për të reduktuar rrymat e rrjedhjes dhe rendimentin e diodave të përshtatshme Schottky, në dritaren nën shtresën e barrierës bëhet një depresion 0.05 μm, dhe pas formimit të depresionit në shtresën epitaksiale, pjekja kryhet në një temperaturë prej 650 gradë. . Në një mjedis azoti për 2-6 orë.

Zvogëlimi i rrymave të kundërta të diodave të molibdenit Schottky arrihet duke krijuar një shtresë marrëse përpara aplikimit të shtresës epitaksiale duke lustruar anën e pasme të nënshtresës me një gërryes të lirë, dhe pas metalizimit të elektrodës Schottky, shtresa marrëse hiqet.

Duke ruajtur raportet optimale midis gjerësisë dhe thellësisë së unazës mbrojtëse, është gjithashtu e mundur që të reduktohen ndjeshëm rrymat e rrjedhjes së kundërt dhe të rritet rezistenca ndaj statikes.

Shkruani komente ose shtesa në artikull, mbase kam humbur diçka. Hidhini një sy, do të jem i lumtur nëse gjeni ndonjë gjë tjetër të dobishme tek unë.

Diodat Schottky, ose më saktë diodat penguese Schottky, janë pajisje gjysmëpërçuese të bëra në bazë të një kontakti metal-gjysmëpërçues, ndërsa diodat konvencionale përdorin një kryqëzim gjysmëpërçues p-n.

Dioda Schottky ia detyron emrin dhe paraqitjen e saj në elektronikë fizikanit dhe shpikësit gjerman Walter Schottky, i cili në vitin 1938, duke studiuar efektin e pengesës së sapo zbuluar, konfirmoi teorinë e paraqitur më parë, sipas së cilës megjithëse emetimi i elektroneve nga një metal është parandalohet nga një pengesë potenciale, por si fusha elektrike e jashtme e aplikuar, kjo pengesë do të ulet. Walter Schottky zbuloi këtë efekt, i cili më pas u quajt efekti Schottky, për nder të shkencëtarit.

Duke ekzaminuar kontaktin midis një metali dhe një gjysmëpërçuesi, mund të shihet se nëse afër sipërfaqes së gjysmëpërçuesit ka një zonë të varfëruar nga transportuesit kryesorë të ngarkesës, atëherë në rajonin e kontaktit të këtij gjysmëpërçuesi me metalin në anën e gjysmëpërçuesit, formohet një rajon i ngarkesës hapësinore të pranuesve dhe dhuruesve të jonizuar dhe realizohet një kontakt bllokues - e njëjta pengesë Schottky . Në çfarë kushtesh lind kjo pengesë? Rryma e emetimit termionik nga sipërfaqja e një trupi të ngurtë përcaktohet nga ekuacioni i Richardson:

Le të krijojmë kushte kur, kur një gjysmëpërçues, për shembull i tipit n, bie në kontakt me një metal, funksioni i punës termodinamike i elektroneve nga metali do të ishte më i madh se funksioni i punës termodinamike i elektroneve nga gjysmëpërçuesi. Në kushte të tilla, në përputhje me ekuacionin e Richardson, rryma e emetimit termionik nga sipërfaqja e gjysmëpërçuesit do të jetë më e madhe se rryma e emetimit termionik nga sipërfaqja metalike:

Në momentin fillestar të kohës, me kontaktin e materialeve të përmendura, rryma nga gjysmëpërçuesi në metal do të tejkalojë rrymën e kundërt (nga metali në gjysmëpërçues), si rezultat i së cilës ngarkesat hapësinore do të fillojnë të grumbullohen në afërsi. -Rajonet sipërfaqësore të gjysmëpërçuesit dhe metalit - pozitive në gjysmëpërçues dhe negative në gjysmëpërçues Një fushë elektrike e formuar nga këto ngarkesa do të lindë në zonën e kontaktit dhe zonat e energjisë do të përkulen.

Nën ndikimin e fushës, funksioni i punës termodinamike për gjysmëpërçuesin do të rritet, dhe rritja do të ndodhë derisa funksionet e punës termodinamike dhe rrymat përkatëse të emetimit termionik në raport me sipërfaqen të barazohen në rajonin e kontaktit.

Fotografia e kalimit në një gjendje ekuilibri me formimin e një pengese potenciale për një gjysmëpërçues të tipit p dhe një metal është i ngjashëm me shembullin e konsideruar me një gjysmëpërçues të tipit n dhe një metal. Roli i tensionit të jashtëm është të rregullojë lartësinë e pengesës së mundshme dhe forcën e fushës elektrike në rajonin e ngarkesës hapësinore të gjysmëpërçuesit.

Figura e mësipërme tregon diagramet e brezit të fazave të ndryshme të formimit të pengesës Schottky. Në kushtet e ekuilibrit në zonën e kontaktit, rrymat e emetimit termionik janë niveluar dhe si rezultat i efektit në terren, është krijuar një pengesë potenciale, lartësia e së cilës është e barabartë me diferencën në funksionet e punës termodinamike: φк = ФМе - Фп. /п.

Gjatë montimit të furnizimit me energji dhe konvertuesve të tensionit për amplifikatorët e makinave, shpesh lind një problem me korrigjimin e rrymës nga transformatori. Marrja e diodave të fuqishme pulsuese është një problem mjaft serioz, kështu që vendosa të botoj një artikull që ofron një listë të plotë dhe parametrat e diodave të fuqishme Schottky. Para disa kohësh personalisht kam pasur një problem me ndreqësin e konvertuesit për një amplifikator makine. Konvertuesi është mjaft i fuqishëm (500-600 watts), frekuenca e tensionit të daljes është 60 kHz, çdo diodë e zakonshme që mund të gjendet në plehra të vjetra do të digjet menjëherë si një ndeshje. Opsioni i vetëm i disponueshëm në atë kohë ishte KD213A vendase. Diodat janë mjaft të mira, ato mbajnë deri në 10 Amper, frekuenca e funksionimit është brenda 100 kHz, por ato gjithashtu mbinxehen tmerrësisht nën ngarkesë.

Në fakt, diodat e fuqishme mund të gjenden pothuajse tek të gjithë. Një furnizim me energji kompjuteri është ai që fuqizon një kompjuter të tërë. Si rregull, ato prodhohen me fuqi nga 200 watts deri në 1 kW ose më shumë, dhe meqenëse kompjuteri ushqehet nga, kjo do të thotë që furnizimi me energji duhet të ketë një ndreqës. Furnizimet moderne të energjisë përdorin montime të fuqishme diodash Schottky për të korrigjuar tensionin - ato kanë një rënie minimale të tensionit përgjatë tranzicionit dhe aftësinë për të punuar në qarqet pulsuese, ku frekuenca e funksionimit është shumë më e lartë se rrjeti 50 Hz. Kohët e fundit ata sollën disa furnizime me energji falas, nga ku u hoqën diodat për këtë rishikim të shkurtër. Në furnizimin me energji kompjuterike mund të gjeni një shumëllojshmëri të asambleve të diodave këtu nuk ka pothuajse asnjë diodë të vetme - në një rast ka dy dioda të fuqishme, shpesh (pothuajse gjithmonë) me një katodë të përbashkët. Ja disa prej tyre:

D83-004 (ESAD83-004)- Montimi i fuqishëm i diodave Schottky, tension i kundërt 40 volt, rrymë e lejuar 30A, në modalitet pulsi deri në 250A - ndoshta një nga diodat më të fuqishme që mund të gjenden në furnizimin me energji kompjuterike.

STPS3045CW- Diodë e dyfishtë Schottky, rrymë e korrigjuar 15A, tension përpara 570 mV, rrymë rrjedhjeje e kundërt 200uA, konstante e tensionit të kundërt 45 Volt.

Diodat themelore Schottky që gjenden në furnizimin me energji elektrike

Schottky TO-220 SBL2040CT 10A x 2 =20A 40V Vf=0.6V në 10A
Schottky TO-247 S30D40 15A x 2 =30A 40V Vf=0.55V në 15A
Ultra shpejtë TO-220 SF1004G 5A x 2 =10A 200V Vf=0,97V në 5A
Ultra e shpejtë TO-220 F16C20C 8A x 2 =16A 200V Vf=1.3V në 8A
Ultrafast SR504 5A 40V Vf=0,57
Schottky TO-247 40CPQ060 20A x 2 =40A 60V Vf=0.49V në 20A
Schottky TO-247 STPS40L45C 20A x 2 =40A 45V Vf=0.49V
Ultra e shpejtë TO-247 SBL4040PT 20A x 2 =40A 45V Vf=0.58V në 20A
Schottky TO-220 63CTQ100 30A x 2 =60A 100 Vf=0.69V në 30A
Schottky TO-220 MBR2545CT 15A x 2 =30A 45V Vf=0.65V në 15A
Schottky TO-247 S60D40 30A x 2 =60A 40-60V Vf=0.65V në 30A
Schottky TO-247 30CPQ150 15A x 2 =30A 150V Vf=1V në 15A
Schottky TO-220 MBRP3045N 15A x 2 =30A 45V Vf=0.65V në 15A
Schottky TO-220 S20C60 10A x 2 =20A 30-60V Vf=0.55V në 10A
Schottky TO-247 SBL3040PT 15A x 2 =30A 30-40V Vf=0.55V në 15A
Schottky TO-247 SBL4040PT 20A x 2 =40A 30-40V Vf=0.58V në 20A
Ultra e shpejtë TO-220 U20C20C 10A x 2 =20A 50-200V Vf=0,97V në 10A

Ekzistojnë gjithashtu montime diodash moderne shtëpiake për rrymë të lartë. Këtu janë shenjat e tyre dhe diagrami i brendshëm:

Prodhuar gjithashtu , e cila mund të përdoret, për shembull, në furnizimin me energji elektrike për amplifikatorët e tubave dhe pajisje të tjera me furnizim të shtuar të energjisë. Lista është dhënë më poshtë:

Diodat e rrymës Schottky të tensionit të lartë me tension deri në 1200 V

Edhe pse është më e preferueshme të përdoren diodat Schottky në ndreqës të fuqishëm me tension të ulët me tensione dalëse prej disa dhjetëra volt në frekuenca të larta komutuese.

Dioda Schottky është një lloj tjetër i diodës tipike gjysmëpërçuese, tipari i saj dallues është rënia e tensionit të ulët kur lidhet drejtpërdrejt. Ajo mori emrin e saj për nder të fizikantit dhe shpikësit gjerman Walter Schottky. Këto dioda përdorin një kryqëzim metal-gjysmëpërçues si një pengesë potenciale, në vend të një kryqëzimi p-n. Tensioni i kundërt i lejueshëm i diodave Schottky është zakonisht rreth 1200 volt, për shembull CSD05120 dhe analogët e tij në praktikë, ato përdoren në qarqet me tension të ulët me tensione të kundërta deri në disa dhjetëra volt.

Në diagramet e qarkut ato janë caktuar pothuajse si një diodë, shih figurën e mësipërme, por me dallime të vogla grafike përveç kësaj, diodat e dyfishta Schottky janë mjaft të zakonshme.

Një diodë e dyfishtë Schottky është dy elementë të veçantë të montuar në një strehë të përbashkët dhe terminalet e katodës ose anodës së këtyre komponentëve janë të kombinuara. Prandaj, një diodë e dyfishtë, zakonisht tre terminale. Në komutimin dhe furnizimin me energji kompjuterike, shpesh mund të shihni dioda të dyfishta Schottky me një katodë të përbashkët.

Meqenëse të dy diodat vendosen në një strehë të vetme dhe montohen duke përdorur të njëjtin proces teknologjik, parametrat e tyre teknikë janë pothuajse identikë. Me një vendosje të tillë në një rast, gjatë funksionimit ata do të jenë në të njëjtin regjim të temperaturës, dhe ky është një nga faktorët kryesorë në rritjen e besueshmërisë së pajisjes në tërësi.

Përparësitë

Rënia e tensionit në diodë kur lidhet drejtpërdrejt është vetëm 0,2-0,4 volt, ndërsa në diodat tipike të silikonit ky parametër është 0,6-0,7 volt. Një rënie kaq e ulët e tensionit në një gjysmëpërçues, kur lidhet drejtpërdrejt, është karakteristikë vetëm për diodat Schottky me një tension të kundërt prej maksimumi dhjetëra volt, por nëse niveli i tensionit të aplikuar rritet, rënia e tensionit në diodën Schottky tashmë është e krahasueshme me një diodë silikoni, e cila kufizon mjaft ashpër përdorimin e diodave Schottky në elektronikën moderne.
Teorikisht, çdo diodë Schottky mund të ketë një kapacitet të ulët pengues. Mungesa e një kryqëzimi të qartë klasik p-n lejon që dikush të rrisë ndjeshëm frekuencën e funksionimit të pajisjes. Ky parametër ka gjetur aplikim të gjerë në prodhimin e qarqeve të integruara, ku diodat Schottky shmangin kalimet e transistorëve të përdorur si elementë logjikë. Në elektronikën e energjisë, një tjetër parametër i diodave Schottky është i rëndësishëm, domethënë, koha e ulët e rikuperimit bën të mundur përdorimin e ndreqësve të energjisë në frekuenca prej qindra kHz dhe më të larta. Për shembull, komponenti i radios MBR4015 (15 V dhe 40 A) përdoret për të korrigjuar tensionin RF dhe koha e rikuperimit të tij është vetëm 10 kV/μs.
Për shkak të vetive pozitive të lartpërmendura, ndreqësit e ndërtuar në diodat Schottky ndryshojnë nga ndreqësit në diodat standarde nga një nivel më i ulët i ndërhyrjes, kjo është arsyeja pse ato përdoren në furnizimin me energji dytësore analoge.

Minuset

Në rast të një tejkalimi afatshkurtër të nivelit të lejueshëm të tensionit të kundërt, dioda Schottky dështon, ndryshe nga diodat tipike të silikonit, të cilat thjesht do të kalojnë në një mënyrë prishjeje të kthyeshme, me kusht që shpërndarja e fuqisë së kristalit të mos jetë më e lartë se e lejueshme vlerat, dhe pas uljes së tensionit, dioda rikthen plotësisht karakteristikat e saj.
Diodat Schottky karakterizohen nga vlera më të larta të rrymave të kundërta, të cilat rriten me rritjen e temperaturës së kristalit dhe, në rastin e kushteve të pakënaqshme të funksionimit të lavamanit të nxehtësisë kur punoni me rryma të larta, çojnë në prishje termike të komponentit të radios.

Diodat Schottky, siç theksova më lart, përdoren në mënyrë aktive në furnizimin me energji kompjuterike dhe rregullatorët e tensionit të kalimit. Ato përdoren në pjesët me tension të ulët dhe me rrymë të lartë të qarkut UPS të kompjuterit në + 3,3 volt dhe + 5,0 volt. Më të përdorurat janë diodat e dyfishta me një katodë të përbashkët. Është përdorimi i diodave të dyfishta që konsiderohet një shenjë e cilësisë së lartë.

Një diodë Schottky e djegur është një nga defektet më të zakonshme. Një diodë mund të ketë dy gjendje jofunksionale: prishje elektrike dhe rrjedhje në trup. Në cilindo nga këto kushte, UPS-ja bllokohet për shkak të qarkut të integruar të mbrojtjes.

Në rast të një avarie elektrike, mungojnë të gjitha tensionet dytësore në furnizimin me energji elektrike. Në rast rrjedhjeje, ventilatori i furnizimit me energji të kompjuterit mund të "dridhet" dhe pulsimet e tensionit të daljes mund të shfaqen në dalje dhe të zhduken periodikisht. Kjo do të thotë, moduli i mbrojtjes ndizet periodikisht, por bllokimi i plotë nuk ndodh. Diodat Schottky digjen 100% nëse radiatori në të cilin janë ngjitur është shumë i ngrohtë ose ka një erë të fortë djegie prej tyre.

Duhet thënë disa fjalë që kur riparoni një UPS pas zëvendësimit të diodave, veçanërisht me rrjedhje të dyshuar në kasë, duhet t'i telefononi të gjithë transistorët e fuqisë që funksionojnë në modalitetin e ndërrimit. Dhe gjithashtu në rastin e zëvendësimit të tranzistorëve kryesorë, kontrollimi i diodave është i detyrueshëm dhe rreptësisht i nevojshëm.

Teknika për testimin e një diode Schottky është e njëjtë si për një diodë standarde standarde. Por edhe këtu ka dallime të vogla. Është shumë e vështirë të testosh një diodë të këtij lloji të bashkuar tashmë në qark. Prandaj, montimi ose elementi individual duhet së pari të hiqet nga qarku për inspektim. Është mjaft e lehtë të përcaktohet një element plotësisht i shpuar. Në të gjitha kufijtë e matjes së rezistencës, multimetri do të shfaqë një rezistencë pafundësisht të ulët ose qark të shkurtër në të dy drejtimet.

Është më e vështirë të kontrollohet me një rrjedhje të dyshuar. Nëse kontrollojmë me një multimetër tipik, për shembull DT-830 në modalitetin "diodë", do të shohim një komponent të shërbimit. Sidoqoftë, nëse bëni një matje në modalitetin e ommetrit, atëherë rezistenca e kundërt në kufirin "20 kOhm" përcaktohet të jetë pafundësisht e madhe (1). Nëse elementi tregon një rezistencë, për shembull 5 kOhm, atëherë është më mirë ta konsideroni këtë diodë të dyshimtë dhe ta zëvendësoni atë me një që është padyshim funksionale. Ndonjëherë është më mirë të zëvendësoni menjëherë diodat Schottky në autobusët +3.3V dhe +5.0V në një UPS kompjuteri.

Ato përdoren ndonjëherë në marrës të rrezatimit alfa dhe beta (dozimetra), kapëset e rrezatimit neutron, dhe përveç kësaj, panelet diellore janë mbledhur në tranzicionet e pengesave Schottky që furnizojnë me energji elektrike anijen kozmike që lëron hapësirat e universit tonë të gjerë.

Zhvillimi i elektronikës kërkon standarde gjithnjë e më të larta nga komponentët e radios. Për të operuar në frekuenca të larta, përdoret një diodë Schottky, e cila është superiore në parametrat e saj ndaj analogëve të silikonit. Ndonjëherë mund të hasni në emrin diodë penguese Schottky, që në thelb do të thotë të njëjtën gjë.

Dizajn
Miniaturizimi
Përdorni në praktikë

Dizajn

Dioda Schottky ndryshon nga diodat e zakonshme në dizajnin e saj, e cila përdor një gjysmëpërçues metalik dhe jo një kryqëzim p-n. Është e qartë se vetitë këtu janë të ndryshme, që do të thotë se edhe karakteristikat duhet të jenë të ndryshme.

Në të vërtetë, një metal gjysmëpërçues ka parametrat e mëposhtëm:

Rryma e rrjedhjes ka një rëndësi të madhe;
Rënia e tensionit të ulët në kryqëzim kur lidhet drejtpërdrejt;
Rivendos ngarkesën shumë shpejt, pasi ka një vlerë të ulët.

Dioda Schottky është bërë nga materiale të tilla si arsenid galium, silic; shumë më rrallë, por gjithashtu mund të përdoret, është germanium. Zgjedhja e materialit varet nga vetitë që duhet të merren, megjithatë, në çdo rast, voltazhi maksimal i kundërt për të cilin mund të prodhohen këta gjysmëpërçues nuk është më i lartë se 1200 volt - këta janë ndreqësit e tensionit më të lartë. Në praktikë, ato përdoren shumë më shpesh në tensione më të ulëta - 3, 5, 10 volt.

Në diagramin e qarkut, dioda Schottky përcaktohet si më poshtë:

Por ndonjëherë mund ta shihni këtë emërtim:

Kjo do të thotë një element i dyfishtë: dy dioda në një strehë me një anodë ose katodë të përbashkët, kështu që elementi ka tre terminale. Furnizimet me energji elektrike përdorin modele të tilla me një katodë të përbashkët, ato janë të përshtatshme për t'u përdorur në qarqet ndreqës. Shpesh diagramet tregojnë shenjat e një diode të rregullt, por përshkrimi tregon se kjo është një diodë Schottky, kështu që duhet të keni kujdes.

Asambletë e diodës me një pengesë Schottky janë në dispozicion në tre lloje:

Lloji 1 - me një katodë të përbashkët;

Lloji 2 - me një anodë të përbashkët;

Lloji 3 - sipas skemës së dyfishimit.

Për të kursyer në faturat e energjisë elektrike, lexuesit tanë rekomandojnë Kutinë e Kursimit të Energjisë Elektrike. Pagesat mujore do të jenë 30-50% më pak se sa ishin përpara përdorimit të kursyesit. Ai largon komponentin reaktiv nga rrjeti, duke rezultuar në një reduktim të ngarkesës dhe, si pasojë, në konsumin aktual. Pajisjet elektrike konsumojnë më pak energji elektrike dhe kostot janë ulur.

Kjo lidhje ndihmon në rritjen e besueshmërisë së elementit: në fund të fundit, duke qenë në të njëjtin strehim, ata kanë të njëjtin regjim të temperaturës, gjë që është e rëndësishme nëse nevojiten ndreqës të fuqishëm, për shembull, 10 amper.

Por ka edhe disavantazhe. Gjë është se rënia e tensionit të ulët (0,2-0,4 V) të diodave të tilla shfaqet në tensione të ulëta, zakonisht 50-60 volt. Në vlera më të larta ato sillen si dioda të rregullta. Por për sa i përket rrymës, ky qark tregon rezultate shumë të mira, sepse shpesh është e nevojshme - veçanërisht në qarqet e fuqisë dhe modulet e fuqisë - që rryma e funksionimit të gjysmëpërçuesve të jetë së paku 10A.

Një tjetër disavantazh i madh: për këto pajisje, rryma e kundërt nuk mund të tejkalohet as për një çast. Menjëherë dështojnë, ndërsa diodat e silikonit, nëse temperatura e tyre nuk është tejkaluar, rikthen vetitë e tyre.

Por ka ende gjëra pozitive. Përveç rënies së tensionit të ulët, dioda Schottky ka një vlerë të ulët të kapacitetit të kryqëzimit. Siç e dini: kapacitet më i ulët - frekuencë më e lartë. Një diodë e tillë ka gjetur aplikim në ndërrimin e furnizimeve me energji elektrike, ndreqësve dhe qarqeve të tjera me frekuenca prej disa qindra kilohertz.

Karakteristika e tensionit aktual të një diode të tillë ka një pamje asimetrike. Kur aplikohet një tension përpara, është e qartë se rryma rritet në mënyrë eksponenciale, dhe kur aplikohet tension i kundërt, rryma nuk varet nga voltazhi.

E gjithë kjo mund të shpjegohet nëse e dini se parimi i funksionimit të këtij gjysmëpërçuesi bazohet në lëvizjen e bartësve kryesorë - elektroneve. Për të njëjtën arsye, këto pajisje janë kaq të shpejta: ato nuk kanë procese rikombinimi karakteristike për pajisjet me nyje p-n. Të gjitha pajisjet me strukturë penguese karakterizohen nga asimetria e karakteristikave të rrymës-tensionit, sepse është numri i bartësve të ngarkesës elektrike që përcakton varësinë e rrymës nga tensioni.

Miniaturizimi

Me zhvillimin e mikroelektronikës, mikroqarqet speciale dhe mikroprocesorët me një çip filluan të përdoren gjerësisht. E gjithë kjo nuk përjashton përdorimin e elementeve të varur. Sidoqoftë, nëse për këtë qëllim përdoren radioelemente të madhësive konvencionale, kjo do të mohojë të gjithë idenë e miniaturizimit në tërësi. Prandaj, u zhvilluan elementë me kornizë të hapur - përbërës SMD, të cilët janë 10 ose më shumë herë më të vegjël se pjesët konvencionale. Karakteristikat e tensionit aktual të përbërësve të tillë nuk ndryshojnë nga karakteristikat e tensionit aktual të pajisjeve konvencionale, dhe dimensionet e tyre të reduktuara bëjnë të mundur përdorimin e pjesëve të tilla rezervë në mikromontim të ndryshëm.

Komponentët SMD vijnë në disa madhësi. Madhësia SMD 1206 është e përshtatshme për saldim manual. Ata kanë një madhësi prej 3.2 me 1.6 mm, e cila ju lejon t'i bashkoni vetë. Elementët e tjerë SMD janë më miniaturë, të montuar në fabrikë me pajisje speciale dhe është e pamundur t'i bashkoni ato vetë në shtëpi.

Parimi i funksionimit të një komponenti smd gjithashtu nuk ndryshon nga homologu i tij i madh, dhe nëse, për shembull, marrim parasysh karakteristikën e tensionit aktual të një diode, atëherë do të jetë po aq i përshtatshëm për gjysmëpërçuesit e çdo madhësie. Gama e rrymës është nga 1 në 10 amper. Shenjat në kuti shpesh përbëhen nga një kod dixhital, dekodimi i të cilit jepet në tabela të veçanta. Ato mund të testohen për përshtatshmërinë duke përdorur një testues, ashtu si homologët e tyre më të mëdhenj.

Përdorni në praktikë

Ndreqësit Schottky përdoren në furnizimin me energji komutuese, stabilizuesit e tensionit, ndreqësit komutues. Rryma më e kërkuar - 10A ose më shumë - janë tensionet 3.3 dhe 5 volt. Pikërisht në qarqe të tilla të fuqisë dytësore përdoren më shpesh pajisjet Schottky. Për të përforcuar vlerat aktuale, ato lidhen së bashku në një qark me një anodë ose katodë të përbashkët. Nëse secila prej diodave të dyfishta vlerësohet me 10 amper, do të merrni një diferencë të konsiderueshme sigurie.

Një nga keqfunksionimet më të zakonshme të moduleve të energjisë komutuese është dështimi i të njëjtave dioda. Si rregull, ato ose depërtojnë plotësisht ose rrjedhin. Në të dyja rastet, dioda e dëmtuar duhet të zëvendësohet, pastaj transistorët e fuqisë duhet të kontrollohen me një multimetër dhe gjithashtu duhet të matet tensioni i furnizimit.

Testimi dhe këmbyeshmëria

Ndreqësit Schottky mund të testohen në të njëjtën mënyrë si gjysmëpërçuesit konvencionalë, pasi ato kanë karakteristika të ngjashme. Ju duhet ta zini atë në të dy drejtimet me një multimetër - duhet të shfaqet në të njëjtën mënyrë si një diodë e rregullt: anodë-katodë, dhe nuk duhet të ketë rrjedhje. Nëse tregon edhe një rezistencë të lehtë - 2-10 kilo-ohmë, kjo tashmë është një arsye për dyshim.

Një diodë me një anodë ose katodë të përbashkët mund të testohet si dy gjysmëpërçues të zakonshëm të lidhur së bashku. Për shembull, nëse anoda është e zakonshme, atëherë do të jetë një këmbë nga tre. Ne vendosim një sondë testues në anodë, këmbët e tjera janë dioda të ndryshme dhe një sondë tjetër vendoset mbi to.

A mund të zëvendësohet me një lloj tjetër? Në disa raste, diodat Schottky zëvendësohen me dioda të zakonshme të germaniumit. Për shembull, D305 me një rrymë prej 10 amperësh dha një rënie prej vetëm 0,3 volt, dhe në rrymat prej 2-3 amperësh ato zakonisht mund të instalohen pa radiatorë. Por qëllimi kryesor i instalimit Schottky nuk është një rënie e vogël, por një kapacitet i ulët, kështu që zëvendësimi nuk do të jetë gjithmonë i mundur.

Siç e shohim, elektronika nuk qëndron ende, dhe aplikimet e mëtejshme të pajisjeve me shpejtësi të lartë vetëm do të rriten, duke bërë të mundur zhvillimin e sistemeve të reja, më komplekse.

Familjes së madhe të diodave gjysmëpërçuese të emërtuara sipas emrave të shkencëtarëve që zbuluan efektin e pazakontë, mund t'i shtojmë edhe një. Kjo është një diodë Schottky.

Fizikani gjerman Walter Schottka zbuloi dhe studioi të ashtuquajturin efekt pengues që ndodh me një teknologji të caktuar për krijimin e një tranzicioni metal-gjysmëpërçues.

Karakteristika kryesore e një diodë Schottky është se, ndryshe nga diodat konvencionale të bazuara në një kryqëzim pn, ajo përdor një kryqëzim metal-gjysmëpërçues, i cili quhet gjithashtu një pengesë Schottky. Kjo pengesë, ashtu si kryqëzimi pn gjysmëpërçues, ka vetinë e përçueshmërisë elektrike të njëanshme dhe një sërë vetive dalluese.

Materialet e përdorura për të bërë diodat penguese Schottky janë kryesisht silikoni (Si) dhe arsenidi i galiumit (GaAs), si dhe metale si ari, argjendi, platini, paladiumi dhe tungsteni.

Në diagramet e qarkut, një diodë Schottky përshkruhet kështu.

Siç mund ta shihni, imazhi i tij është disi i ndryshëm nga përcaktimi i një diode gjysmëpërçuese konvencionale.

Përveç këtij përcaktimi, në diagrame mund të gjeni gjithashtu një imazh të një diode të dyfishtë Schottky (montim).

Një diodë e dyfishtë është dy dioda të montuara në një strehë të përbashkët. Terminalet e katodave ose anodave të tyre janë të kombinuara. Prandaj, një asamble e tillë, si rregull, ka tre dalje. Furnizimet me energji komutuese zakonisht përdorin montime të zakonshme katode.

Meqenëse dy dioda vendosen në të njëjtin strehë dhe bëhen në një proces të vetëm teknologjik, parametrat e tyre janë shumë afër. Meqenëse ato vendosen në një strehë të vetme, kushtet e tyre të temperaturës janë të njëjta. Kjo rrit besueshmërinë dhe jetën e shërbimit të elementit.

Diodat Schottky kanë dy cilësi pozitive: një rënie shumë të ulët të tensionit përpara (0,2-0,4 volt) në kryqëzim dhe performancë shumë të lartë.

Fatkeqësisht, një rënie kaq e vogël e tensionit ndodh kur voltazhi i aplikuar nuk është më shumë se 50-60 volt. Ndërsa rritet më tej, dioda Schottky sillet si një diodë konvencionale ndreqëse silikoni. Tensioni maksimal i kundërt për Schottky zakonisht nuk i kalon 250 volt, megjithëse mostrat e vlerësuara me 1.2 kilovolt (VS-10ETS12-M3) mund të gjenden në shitje.

Pra, diodë e dyfishtë Schottky (ndreqës Schottky) 60CPQ150 projektuar për një tension maksimal të kundërt prej 150 V, dhe secila nga diodat e montimit është në gjendje të kalojë 30 amper në lidhje direkte!

Ju gjithashtu mund të gjeni mostra, rryma e korrigjuar e gjysmë ciklit të të cilave mund të arrijë një maksimum prej 400A! Një shembull është modeli VS-400CNQ045.

Shumë shpesh, në diagramet e qarkut, paraqitja grafike komplekse e katodës thjesht hiqet dhe dioda Schottky përshkruhet si një diodë e rregullt. Dhe lloji i elementit të përdorur tregohet në specifikim.

Disavantazhet e diodave me një pengesë Schottky përfshijnë faktin se edhe nëse tensioni i kundërt tejkalohet shkurtimisht, ato dështojnë menjëherë dhe, më e rëndësishmja, në mënyrë të pakthyeshme. Ndërsa valvulat e fuqisë së silikonit, pas ndalimit të tensionit të tepërt, vetë-shërohen në mënyrë të përsosur dhe vazhdojnë të punojnë. Për më tepër, rryma e kundërt e diodave varet shumë nga temperatura e kryqëzimit. Në një rrymë të madhe të kundërt, ndodh prishja termike.

Përveç shpejtësisë së lartë dhe, rrjedhimisht, kohës së shkurtër të rikuperimit, cilësitë pozitive të diodave Schottky përfshijnë një kapacitet të vogël kryqëzimi (pengesë), i cili ju lejon të rritni frekuencën e funksionimit. Kjo i lejon ata të përdoren në ndreqës pulsi në frekuenca prej qindra kilohertz. Shumë dioda Schottky gjejnë aplikimin e tyre në mikroelektronikën e integruar. Diodat Schottky të bëra duke përdorur nanoteknologji përfshihen në qarqet e integruara, ku ato anashkalojnë kryqëzimet e tranzistorit për të përmirësuar performancën.

Diodat Schottky të serisë 1N581x (1N5817, 1N5818, 1N5819) kanë zënë rrënjë në praktikën radio amatore. Të gjithë ata janë të dizajnuar për rrymë maksimale përpara ( I F(AV)) – 1 amper dhe tension i kundërt ( V RRM) nga 20 në 40 volt. Rënia e tensionit ( V F) në kryqëzim është nga 0,45 në 0,55 volt. Siç është përmendur tashmë, rënia e tensionit përpara ( Rënia e tensionit përpara) për diodat me një pengesë Schottky është shumë e vogël.

Një tjetër element mjaft i njohur është 1N5822. Është projektuar për një rrymë të përparme prej 3 amperësh dhe është vendosur në një strehë DO-201AD.

Gjithashtu në bordet e qarkut të printuar mund të gjeni dioda të serisë SK12 - SK16 për montim në sipërfaqe. Ato janë mjaft të vogla në përmasa. Përkundër kësaj, SK12-SK16 mund t'i rezistojë rrymës së përparme deri në 1 amper në një tension të kundërt prej 20 - 60 volt. Rënia e tensionit përpara është 0,55 volt (për SK12, SK13, SK14) dhe 0,7 volt (për SK15, SK16). Gjithashtu në praktikë mund të gjeni dioda të serisë SK32 - SK310, për shembull, SK36, i cili është projektuar për një rrymë të drejtpërdrejtë prej 3 amperësh.

Aplikimi i diodave Schottky në furnizimin me energji elektrike.

Diodat Schottky përdoren në mënyrë aktive në furnizimin me energji kompjuterike dhe stabilizuesit e tensionit komutues. Ndër tensionet e furnizimit me tension të ulët, rryma më e lartë (dhjetëra amper) është +3.3 volt dhe +5.0 volt. Është në këto furnizime dytësore të energjisë që përdoren diodat penguese Schottky. Më shpesh, përdoren asambletë me tre terminale me një katodë të përbashkët. Është përdorimi i asambleve që mund të konsiderohet një shenjë e një furnizimi me energji me cilësi të lartë dhe teknologjikisht të avancuar.

Dështimi i diodave Schottky është një nga gabimet më të zakonshme në ndërprerjen e furnizimit me energji elektrike. Mund të ketë dy gjendje "të vdekura": prishje e pastër elektrike dhe rrjedhje. Nëse ekziston një nga këto kushte, furnizimi me energji i kompjuterit bllokohet pasi aktivizohet mbrojtja. Por kjo mund të ndodhë në mënyra të ndryshme.

Në rastin e parë, të gjitha streset dytësore mungojnë. Mbrojtja ka bllokuar furnizimin me energji elektrike. Në rastin e dytë, tifozi "dridhet" dhe valëzimet e tensionit shfaqen periodikisht dhe më pas zhduken në daljen e furnizimit me energji elektrike.

Kjo do të thotë, qarku i mbrojtjes aktivizohet periodikisht, por burimi i energjisë nuk është plotësisht i bllokuar. Diodat Schottky garantohen të dështojnë nëse radiatori në të cilin janë instaluar është shumë i nxehtë derisa të shfaqet një erë e pakëndshme. Dhe opsioni i fundit diagnostikues lidhet me një rrjedhje: kur ngarkesa në procesorin qendror rritet në modalitetin multiprogram, furnizimi me energji fiket spontanisht.

Duhet të kihet parasysh se kur riparoni profesionalisht një furnizim me energji elektrike, pas zëvendësimit të diodave dytësore, veçanërisht me një rrjedhje të dyshuar, duhet të kontrolloni të gjithë transistorët e energjisë që kryejnë funksionin e çelësave dhe anasjelltas: pas zëvendësimit të tranzistorëve të çelësave, kontrollimi i diodave dytësore është një procedurë e detyrueshme. Është gjithmonë e nevojshme të udhëhiqemi nga parimi: telashet nuk vijnë vetëm.

Kontrollimi i diodave Schottky me një multimetër.

Ju mund të kontrolloni diodën Schottky duke përdorur një multimetër komercial. Teknika është e njëjtë si kur kontrolloni një diodë gjysmëpërçuese konvencionale me një kryqëzim p-n. Por edhe këtu ka gracka. Një diodë që rrjedh është veçanërisht e vështirë për t'u testuar. Para së gjithash, elementi duhet të hiqet nga qarku për një kontroll më të saktë. Është mjaft e lehtë të përcaktohet një diodë plotësisht e thyer. Në të gjitha kufijtë e matjes së rezistencës, elementi me defekt do të ketë rezistencë infinitimale, si në lidhjen e përparme ashtu edhe në atë të kundërt. Kjo është e barabartë me një qark të shkurtër.

Është më e vështirë të kontrollosh një diodë me një "rrjedhje" të dyshuar. Nëse kontrollojmë me një multimetër DT-830 në modalitetin "diodë", do të shohim një element plotësisht të dobishëm. Mund të provoni të matni rezistencën e tij të kundërt duke përdorur një ohmmetër. Në kufirin "20 kOhm", rezistenca e kundërt përcaktohet si pafundësisht e madhe. Nëse pajisja tregon të paktën një rezistencë, le të themi 3 kOhm, atëherë kjo diodë duhet të konsiderohet e dyshimtë dhe të zëvendësohet me një të mirë të njohur. Një zëvendësim i plotë i diodave Schottky në autobusët e fuqisë +3.3V dhe +5.0V mund të sigurojë një garanci 100%.

Ku tjetër përdoren diodat Schottky në elektronikë? Ato mund të gjenden në pajisje mjaft ekzotike, të tilla si marrës të rrezatimit alfa dhe beta, detektorë të rrezatimit neutron dhe së fundmi, panelet diellore janë montuar në kryqëzimet e pengesave Schottky. Pra, ata gjithashtu furnizojnë me energji elektrike anijen kozmike.

Ose në diagrame të ndryshme të qarkut elektrik ekziston një gjë e tillë si një diodë Schottky. Para së gjithash, kjo është një diodë e veçantë gjysmëpërçuese, e cila ka një rënie të vogël të tensionit kur lidhet drejtpërdrejt dhe përbëhet nga një gjysmëpërçues dhe metal. Ajo mori emrin e saj për nder të shpikësit gjerman Walter Schottky, i cili shpiku këtë element elektronik.

Në kontakt me

Tensioni i kundërt i lejuar në një komponent elektronik për qëllime industriale është i kufizuar në 250 volt. Në praktikë përdoret kryesisht në qarqet e tensionit të ulët për të parandaluar rrjedhjen e rrymës në drejtim të kundërt. Bazuar në fuqinë e tyre, ato ndahen në disa grupe: me fuqi të ulët, me fuqi të mesme dhe me fuqi të lartë.

Vetë pajisja përbëhet nga një gjysmëpërçues metalik, pasivizim xhami, një unazë mbrojtëse dhe metal. Kur një rrymë elektrike fillon të rrjedhë nëpër qark, atëherë në unazën mbrojtëse dhe në të gjithë zonën e pengesës gjysmëpërçuese do të grumbullohet ngarkesa pozitive dhe negative, por në pjesë të ndryshme të trupit, në të cilat do të lind një fushë elektrike dhe do të gjenerohet nxehtësi, që është një plus i madh për disa eksperimente në fizikë.

Dallimi nga gjysmëpërçuesit e tjerë

Ky element elektronik ndryshon nga të tjerët në atë që përdor metalin si pengesë - një gjysmëpërçues, i cili ka përçueshmëri elektrike të njëanshme dhe ka shumë veti të tjera dalluese. Metale të tilla gjysmëpërçuese mund të jenë arsenidi i galiumit, ari, karbidi i silikonit, tungsteni, germaniumi, paladiumi, platini etj.

I gjithë funksionimi i elementit elektronik Schottky do të varet nga metali i zgjedhur. Siliconi përdoret veçanërisht shpesh sepse është më i besueshëm se të tjerët dhe funksionon mirë me fuqi të lartë. Gjithashtu më shpesh se metalet e tjera Ata përdorin një gjysmëpërçues të bazuar në arsenidin e galiumit (GaAs) - një përbërës kimik i arsenikut dhe galiumit, më rrallë - i bazuar në germanium (Ge). Teknologjia e prodhimit të këtyre elementeve elektronike është shumë e thjeshtë, prandaj është më e lira.

Gjithashtu, dioda Schottky ndryshon nga të tjerët në funksionimin e saj të qëndrueshëm kur furnizohet rryma. Për qëndrueshmëri, në trupin e këtij elementi elektronik futen kristale të veçanta, që është një punë shumë delikate, sepse neglizhenca ose pavëmendja mund të çojë në mosfunksionim të pajisjes. Njerëzit rrallë e bëjnë këtë, më shpesh kjo punë kryhet nga një robot i veçantë - një makinë automatike e programuar për një operacion të tillë.

Emërtimi dhe shënimi i diodës Schottky

Ashtu si të gjitha pjesët dhe elementët elektronikë kanë emërtime, në diagramet e qarkut ky element elektronik përshkruhet kështu (shih Fig. 1), i cili është disi i ndryshëm nga përcaktimi i një gjysmëpërçuesi konvencional.

Në diagrame mund të shihni gjithashtu një imazh të një diode të dyfishtë Schottky (shih Fig. 2). Këto janë dy elemente elektronike të montuara në një ndërtesë të përbashkët. Anodat ose katodat e tyre janë të bashkuara, kështu që ato kanë tre terminale.

Ky element elektronik, si shumica, është i shënuar në anë. Dhe nëse shkronjat dhe numrat në përcaktim nuk janë të qarta, atëherë mund të shikoni deshifrimin e tyre në librin e referencës së inxhinierisë radio.

Avantazhet dhe disavantazhet

Kjo pajisje ka anët e saj pozitive dhe disavantazhet e saj.

Mban mirë rrymën elektrike në qark;
Kapaciteti i vogël pengues i bërë nga metale gjysmëpërçuese, i cili rrit performancën afatgjatë të diodës;
Ndryshe nga gjysmëpërçuesit e tjerë, një diodë Schottky shfaq një rënie të ulët të tensionit;
Në një qark elektrik, kjo diodë Schottky funksionon shpejt.

Minus i madh Problemi është se rryma e kundërt mund të jetë shumë e madhe. Në disa raste, për shembull, tejkalimi i kërkuar niveli i rrymës së kundërt edhe për disa ampera, elementi elektronik thjesht prishet ose dështon në momentin më të papërshtatshëm, pavarësisht nëse është i ri apo i vjetër. Gjithashtu shpesh mund të vërehen rrjedhje të diodave, të cilat në disa raste mund të çojnë në pasoja të tmerrshme nëse neglizhohet testimi i gjysmëpërçuesit.

Aplikimi i diodës Schottky

Këto elementet elektronike, i paraqitur më sipër, mund të gjendet në botën tonë pothuajse kudo: në kompjuterë, stabilizues, pajisje shtëpiake, transmetim radio, televizion, furnizime me energji elektrike, panele diellore, transistorë dhe në shumë pajisje të tjera nga të gjitha sferat e jetës.

Në të gjitha rastet, rrit efikasitetin dhe performancën, zvogëlon numrin e humbjeve dinamika e tensionit, rikthen rezistencën e kundërt të rrymës, thith rrezatimin e ngarkesave alfa, beta dhe gama, ju lejon të punoni për një kohë mjaft të gjatë pa prishje, ruan rrymën në tensionin e qarkut elektrik.

Diagnostifikimi i diodave Schottky

Ju mund të diagnostikoni elementin elektronik Schottky nëse lind nevoja, por kjo do të marrë pak kohë. Para së gjithash, ju duhet të hiqni një element nga ura e diodës ose qarku elektronik. Inspektoni vizualisht dhe kontrolloni me një testues. Si rezultat i këtyre operacioneve të thjeshta teknike, do të zbuloni nëse gjysmëpërçuesi po funksionon apo jo. Edhe pse nuk është e nevojshme të lidhni të gjithë montimin, është punë shtesë, dhe më e rëndësishmja - s humbje kohe.

Ju gjithashtu mund ta kontrolloni këtë diodë ose urë diodike me një multimetër, por mbani në mend se prodhuesi e shkruan rrymën në anën e pajisjes. Ne ndezim multimetrin dhe i sjellim sondat e tij në skajet e anodës dhe katodës, dhe ai do të na tregojë tensionin e diodës.

Ndonjëherë ndodh që një diodë Schottky mund të bëhet e gabuar për disa arsye. Le t'i shikojmë ato:

Për më tepër, në të dyja rastet nuk do të ndjeni erën e djegies dhe nuk do të shihni tym, pasi banesa ka një mbrojtje të veçantë të integruar kundër incidenteve të tilla. Nëse papritur në një transistor dioda e mësipërme është djegur, atëherë sigurohuni që kjo është e vetmja pajisje ku keni gjetur një defekt, sepse diodat duhet patjetër të kontrollohen.

Edhe pse ndonjëherë mund të mos jetë e mundur të kontrolloni diodat për shërbim kur është e nevojshme. Ndonjëherë ndodh kështu se kompjuteri fillon të ngadalësohet, kërkon shumë kohë për t'u ndezur dhe ngrin. Ndoshta problemi lidhet posaçërisht me diodat, dhe kushdo mund të çmontojë procesorin dhe të shohë se çfarë ndodhi brenda.

Para së gjithash, duhet të fikni kompjuterin dhe të hapni furnizimin me energji elektrike në njësinë e sistemit. Ju mund të vini re menjëherë diodat. Kontrolloni nëse ka vrima ose thyerje në to. Nëse ka, atëherë duhet t'i nxirrni dhe t'i zëvendësoni me një gjysmëpërçues të ri, duke i rregulluar vetë problemet, por është më mirë të kërkoni ndihmë nga profesionistë.

Gjysmëpërçuesit Schottky në botën moderne

Diodat Schottky kanë fituar popullaritet dhe shpërndarje të gjerë në të gjitha fushat e jetës moderne, veçanërisht në elektronikë. Ato mund të gjenden si dioda ndreqës të dyfishtë, ku dy gjysmëpërçues janë instaluar në një paketë dhe skajet e anodës ose katodës janë të lidhura me njëra-tjetrën, dhe ata të thjeshtët, gjithashtu, ndodh të jenë shumë të vegjël (për shembull, shumë shpesh gjenden në pjesë të vogla elektrike).

Ky gjysmëpërçues përdoret shumë shpesh në ndërrimin e furnizimit me energji elektrike në pajisjet shtëpiake, gjë që redukton ndjeshëm humbjet dhe përmirëson funksionimin termik. Gjithashtu elementet elektronike të të dhënave përdoret në transistorë si ndreqës të rrymës, dhe në dioda të tilla speciale që përdoren për të kombinuar furnizime paralele me energji elektrike.

Dizajn
Miniaturizimi
Përdorni në praktikë

Dizajn

Në të vërtetë, një metal gjysmëpërçues ka parametrat e mëposhtëm:

Rryma e rrjedhjes ka një rëndësi të madhe;
Rënia e tensionit të ulët në kryqëzim kur lidhet drejtpërdrejt;
Rivendos ngarkesën shumë shpejt, pasi ka një vlerë të ulët.

Në diagramin e qarkut, dioda Schottky përcaktohet si më poshtë:

Por ndonjëherë mund ta shihni këtë emërtim:

Asambletë e diodës me një pengesë Schottky janë në dispozicion në tre lloje:

Lloji 1 - me një katodë të përbashkët;

Lloji 2 - me një anodë të përbashkët;

Lloji 3 - sipas skemës së dyfishimit.

Miniaturizimi

Përdorni në praktikë

Një nga keqfunksionimet më të zakonshme të moduleve të energjisë komutuese është dështimi i të njëjtave dioda. Si rregull, ato ose depërtojnë plotësisht ose rrjedhin. Në të dyja rastet, dioda e dëmtuar duhet të zëvendësohet, pastaj transistorët e fuqisë duhet të kontrollohen me një multimetër dhe gjithashtu duhet të matet tensioni i furnizimit.

Testimi dhe këmbyeshmëria

Natyrisht, karakteristika e tensionit aktual për pengesën Schottky rezulton të jetë asimetrike. Në drejtimin përpara, rryma rritet në mënyrë eksponenciale me rritjen e tensionit të aplikuar. Në drejtim të kundërt, rryma nuk varet nga voltazhi. Në të dyja rastet, rryma është për shkak të elektroneve si bartësit kryesorë të ngarkesës.

Prandaj, diodat Schottky janë me veprim të shpejtë, sepse ato eliminojnë proceset difuze dhe rikombinuese që kërkojnë kohë shtesë. Varësia e rrymës nga tensioni shoqërohet me një ndryshim në numrin e transportuesve, pasi këta transportues marrin pjesë në procesin e transferimit të ngarkesës. Tensioni i jashtëm ndryshon numrin e elektroneve që mund të lëvizin nga njëra anë e pengesës Schottky në anën tjetër.

Për shkak të teknologjisë së prodhimit dhe bazuar në parimin e përshkruar të funksionimit, diodat Schottky kanë një rënie të ulët të tensionit në drejtimin përpara, dukshëm më pak se diodat tradicionale p-n.

Këtu, edhe një rrymë e vogël fillestare përmes zonës së kontaktit çon në lëshimin e nxehtësisë, e cila më pas kontribuon në shfaqjen e transportuesve shtesë të rrymës. Në këtë rast, nuk ka injeksion të transportuesve të tarifave të pakicës.

Prandaj, diodat Schottky nuk kanë kapacitet të përhapur, pasi nuk ka bartës të pakicës, dhe si rezultat, performanca është mjaft e lartë në krahasim me diodat gjysmëpërçuese. Rezultati është diçka si një kryqëzim i mprehtë asimetrik p-n.

Kështu, para së gjithash, diodat Schottky janë dioda me mikrovalë për qëllime të ndryshme: detektor, përzierje, ortek-transit, parametrik, pulsues, shumëzues. Diodat Schottky mund të përdoren si marrës rrezatimi, matës deformimi, detektorë të rrezatimit bërthamor, modulatorë të dritës dhe së fundi, ndreqës të rrymës me frekuencë të lartë.

Përcaktimi i diodës Schottky në diagrame

Diodat Schottky sot

Sot, diodat Schottky janë shumë të përhapura në pajisjet elektronike. Në diagrame ato përshkruhen ndryshe nga diodat konvencionale. Shpesh mund të gjeni dioda ndreqës të dyfishtë Schottky, të bëra në një paketë me tre terminale, tipike për çelsat e energjisë. Modele të tilla të dyfishta përmbajnë dy dioda Schottky brenda, të lidhura me katodë ose anoda, më shpesh me katodë.

Diodat në montim kanë parametra shumë të ngjashëm, pasi çdo montim i tillë prodhohet në një cikël të vetëm teknologjik, dhe si rezultat, kushtet e tyre të temperaturës së funksionimit janë të njëjta, dhe besueshmëria e tyre është përkatësisht më e lartë. Një rënie e tensionit përpara prej 0,2 - 0,4 volt së bashku me shpejtësi të lartë (disa nanosekonda) janë avantazhet e padyshimta të diodave Schottky ndaj homologëve të tyre p-n.

Tipari i rënies së tensionit të ulët të pengesës Schottky në dioda manifestohet në tensione të aplikuara deri në 60 volt, megjithëse performanca mbetet e palëkundur. Sot, diodat Schottky të tipit 25CTQ045 (për tensione deri në 45 volt, për rryma deri në 30 amper për secilën nga një palë dioda në montim) mund të gjenden në shumë furnizime me energji komutuese, ku ato shërbejnë si ndreqës të energjisë për rrymat me frekuenca deri në disa qindra kilohertz.

Është e pamundur të mos prekësh temën e mangësive të diodave Schottky, sigurisht që ato ekzistojnë, dhe ka dy prej tyre. Së pari, një tepricë afatshkurtër e tensionit kritik do të dëmtojë menjëherë diodën. Së dyti, temperatura ndikon shumë në rrymën maksimale të kundërt. Në një temperaturë shumë të lartë të kryqëzimit, dioda thjesht do të prishet edhe kur funksionon me tension nominal.

Asnjë radio amator i vetëm nuk mund të bëjë pa diodat Schottky në praktikën e tij. Këtu mund të vini re diodat më të njohura: 1N5817, 1N5818, 1N5819, 1N5822, SK12, SK13, SK14. Këto dioda janë të disponueshme në të dy versionet me dalje dhe SMD. Gjëja kryesore për të cilën amatorët e radios i vlerësojnë aq shumë është performanca e tyre e lartë dhe rënia e tensionit të ulët në kryqëzim - maksimumi 0,55 volt - me çmimin e ulët të këtyre komponentëve.

Është një tabelë e rrallë e qarkut të printuar që nuk ka dioda Schottky për një qëllim ose një tjetër. Diku dioda Schottky shërben si një ndreqës me fuqi të ulët për qarkun e reagimit, diku shërben si stabilizues i tensionit në nivelin 0.3 - 0.4 volt, dhe diku është një detektor.

Në tabelën më poshtë mund të shihni parametrat e diodave më të zakonshme Schottky me fuqi të ulët sot.