Schottky diyot nedir - yarı iletkenin ayrıntılı bir açıklaması. Schottky diyot - özellikleri ve çalışma prensibi Fırça diyotu

Bildiğiniz gibi elektrik tesisatlarında yarı iletken güç cihazları (endüstriyel diyotlar) çok kullanışlıdır. Bunlar zener diyotlar, Zener diyotlar ve yazımızın konuğu -

Schottky diyot nedir (adını Alman fizikçi Walter Schottky'den almıştır), kısaca söyleyebilirim - metal-yarı iletken doğrultucu kontağa dayalı çalışma prensibi açısından diğer diyotlardan farklıdır. Bu etki iki durumda ortaya çıkabilir: n-tipi diyot için - eğer yarı iletkenin iş fonksiyonu metalin iş fonksiyonundan küçükse, p-tipi diyot için - eğer yarı iletkenin iş fonksiyonu metalinkinden büyükse. metal. En popüler olanı, deliklerin hareketliliğiyle karşılaştırılabilecek yüksek elektron hareketliliğinden dolayı n-tipi Schottky diyotlardır.

Şekil 1. Schottky diyotunun kesit görünümü

Avantajlar ve dezavantajlar

Karşılaştırma için bipolar bir diyot alıyoruz. Dedikleri gibi: doğrudan ateşe, eksiklikle başlayalım ve bence en önemlisi. Schottky diyotları çok büyük bir ters akıma sahiptir.

Eksileri bu kadar, şimdi iyi şeyler artılar.

Öncelikle Schottky diyotların en hızlısı olduğuna inanıyorum. Artı olarak, aynı akımdaki ileri voltaj düşüşünü de hesaba katabilirsiniz; bu, bipolar olanlardan voltun onda biri kadar daha azdır.
İkinci olarak, yarı iletkendeki akım sürüklenme prensibine göre geçtiği için bu diyotların çoğunluk olmayan yük taşıyıcıları biriktirmediğini ekleyebiliriz. İlerleyen yazılarda sizlere bu mekanizmayı anlatacağım.

Çok sayıda Schottky diyot, yüzeyinde bir bariyer oluşturacak şekilde pencerelerin oluşturulduğu bir oksit tabakasının oluşturulduğu epitaksiyel bir n-katmanlı düzlemsel teknoloji kullanılarak üretilir. İkincisi olarak aşağıdaki metaller kullanılır: molibden, titanyum, platin, nikel. Temas alanının tüm alanı boyunca bir p tipi silikon halkası oluşur ( Şekil 2 a), bu da kenar kaçak akımlarını azaltmaya hizmet edecektir.

Şekil 2 a., b.

"Koruma" halkası bu şekilde çalışır: katkı derecesi ve p bölgesinin boyutları, cihazdaki aşırı gerilimler sırasında arıza akımı Schottky kontağı üzerinden değil p-n bağlantısı üzerinden akacak şekilde tasarlanmıştır. .

Burada p-tipi bölgelerin doğrudan Schottky geçişinin aktif bölgesinde oluştuğunu görüyoruz. Bu tasarım iki tür bağlantı noktasına (bir metal-silikon bağlantı noktası ve bir p-n bağlantı noktası) sahip olduğundan, özellikleri ve karakteristikleri bakımından orta bir konumda yer alır. Schottky bağlantısı sayesinde minimum kaçak akıma sahiptir ve p-n bağlantısının varlığı nedeniyle ileri beslemde yüksek gerilimlere sahiptir.

Ayrıca gösterilen tasarım Şekil 2b Statik elektrik deşarjına karşı direnci arttırılmıştır. Bu, toplu kaçak akımların p-n bağlantı noktasının tükenme bölgesinde kapatılması, böylece ileri eğilim altında metal-yarı iletken arayüzündeki elektrik alanının azaltılması anlamına gelen çalışma prensibinden kaynaklanır; uzaysal p-n bağlantı noktalarının bölgeleri minimum genişliğe sahiptir; ve akım-gerilim karakteristiği (VAC) Şek. 3 diyot, tipik bir diyot tasarımının akım-gerilim karakteristiğine yakındır. Ters voltajlarda, uygulanan voltaj arttıkça p-n bağlantı noktasının tükenme bölgesi artar ve komşu p-n bağlantı noktalarının SCR'si kapanır ve kontağı koruyan bir tür "ekran" oluşturur. Ben-Si Büyük hacimsel kaçak akımlara neden olabilecek yüksek voltajlar.

Şekil 3 Schottky diyotunun akım-gerilim karakteristiği

Çalışma prensibi

İleriye dönük bir Schottky diyotunun akım-gerilim karakteristiği aşağıdaki formülle belirlenir:

şekli pn-kavşağının akım-gerilim karakteristiğine karşılık gelir, ancak akım J 0 çok daha yüksek J'ler (bir Schottky diyotunun tipik değerleri Al-Si 25'te İLE J 0 = 1,6 * 10 -5 A/cm2 ve p- için n-kavşağı N d = Na =10 16 A/cm3, J s =10 -10 A/cm2 )

Bir Schottky diyotu ileri yönde kutuplandığında, yarı iletkenin kendisi üzerindeki voltaj, bağlantı noktası boyunca ileri voltaj düşüşüne eklenir. Bu bölgenin direnci iki bileşen içerir: hafif katkılı epitaksiyel filmin direnci (n -) ve ağır katkılı alt tabakanın direnci (n +). Düşük voltaj toleransına (40 V'den az) sahip bir Schottky diyot için, bu iki direnç aynı büyüklüktedir, çünkü n + bölgesi (n -) bölgesinden çok daha uzundur (sırasıyla yaklaşık 500 ve 5 μm) . 1 cm2 alana sahip silikonun toplam direnci bu durumda 0,5 ila 1 mOhm arasındadır ve yarı iletkende 100A akımda 50 ila 100 mV arasında bir voltaj düşüşü yaratır.

Bir Schottky diyotu 40 V'tan daha büyük bir ters gerilime izin verecek şekilde tasarlanmışsa, hafif katkılı bölgenin direnci çok hızlı bir şekilde artar, çünkü daha yüksek bir voltaj üretmek için daha uzun hafif katkılı bir bölge ve daha da düşük bir taşıyıcı konsantrasyonu gerekir. Sonuç olarak her iki faktör de diyot bölgesinin direncinin (n -) artmasına neden olur.

Tasarım ve teknolojik yöntemler.

Yüksek direnç, geleneksel silikon Schottky diyotların 200 V'un üzerindeki voltajlar için tasarlanmamasının nedenlerinden biridir.

Ters kaçak akımları azaltmak ve statik elektrik deşarjlarına karşı direnci arttırmak için çeşitli teknikler kullanılmaktadır.

Böylece kaçak akımları azaltmak ve uygun Schottky diyotların verimini azaltmak için bariyer tabakasının altındaki pencereye 0,05 μm çöküntü yapılır ve epitaksiyel katmanda çöküntü oluştuktan sonra 650 derece sıcaklıkta tavlama yapılır. . Azot ortamında 2-6 saat.

Molibden Schottky diyotlarının ters akımlarının azaltılması, alt tabakanın arka tarafının serbest bir aşındırıcı ile parlatılmasıyla epitaksiyel katman uygulanmadan önce bir alıcı katman oluşturularak ve Schottky elektrotunun metalleştirilmesinden sonra alıcı katman kaldırılarak elde edilir.

Koruma halkasının genişliği ve derinliği arasındaki optimum oranları koruyarak ters kaçak akımları önemli ölçüde azaltmak ve statik direnci artırmak da mümkündür.

Makaleye yorum veya eklemeler yazın, belki bir şeyleri kaçırdım. Bir göz atın, benimkinde yararlı başka bir şey bulursanız çok sevinirim.

Schottky diyotları veya daha doğrusu Schottky bariyer diyotları, metal-yarı iletken teması temelinde yapılan yarı iletken cihazlardır, geleneksel diyotlar ise yarı iletken p-n bağlantısını kullanır.

Schottky diyotu adını ve elektronikteki görünümünü, 1938'de yeni keşfedilen bariyer etkisini incelerken daha önce ileri sürülen teoriyi doğrulayan Alman fizikçi ve mucit Walter Schottky'ye borçludur. potansiyel bir bariyer tarafından engellenir, ancak uygulanan dış elektrik alanı arttıkça bu bariyer azalacaktır. Walter Schottky, o zamanlar Schottky etkisi olarak adlandırılan bu etkiyi bilim adamının onuruna keşfetti.

Bir metal ile bir yarı iletken arasındaki teması inceleyerek, yarı iletkenin yüzeyine yakın bir yerde ana yük taşıyıcılarının tükendiği bir bölge varsa, o zaman bu yarı iletkenin, yarı iletkenin yan tarafındaki metal ile temas ettiği bölgede, görülebilir. iyonize alıcıların ve donörlerin uzay yükü bölgesi oluşturulur ve aynı Schottky bariyeri olan bir engelleme teması gerçekleştirilir. Bu engel hangi koşullar altında ortaya çıkıyor? Katı bir cismin yüzeyinden gelen termiyonik emisyon akımı Richardson denklemi ile belirlenir:

Bir yarı iletken, örneğin n-tipi, bir metalle temasa geçtiğinde, metalden gelen elektronların termodinamik iş fonksiyonunun, yarı iletkenden gelen elektronların termodinamik iş fonksiyonundan daha büyük olacağı koşulları yaratalım. Bu koşullar altında, Richardson denklemine göre, yarı iletkenin yüzeyinden gelen termiyonik emisyon akımı, metal yüzeyinden gelen termiyonik emisyon akımından daha büyük olacaktır:

Zamanın ilk anında, adı geçen malzemelerin teması üzerine, yarı iletkenden metale olan akım ters akımı (metalden yarı iletkene) aşacak ve bunun sonucunda uzay yükleri yakınlarda birikmeye başlayacaktır. - hem yarı iletkenin hem de metalin yüzey bölgeleri - yarı iletkende pozitif ve yarı iletkende negatif. Temas alanında bu yüklerin oluşturduğu bir elektrik alanı oluşacak ve enerji bölgeleri bükülecektir.

Alanın etkisi altında, yarı iletken için termodinamik iş fonksiyonu artacak ve termodinamik iş fonksiyonları ve yüzeye göre karşılık gelen termiyonik emisyon akımları temas bölgesinde eşitlenene kadar artış meydana gelecektir.

P tipi bir yarı iletken ve bir metal için potansiyel bir bariyerin oluşmasıyla denge durumuna geçişin resmi, n tipi bir yarı iletken ve bir metal ile ele alınan örneğe benzer. Harici voltajın rolü, yarı iletkenin uzay yükü bölgesindeki potansiyel bariyerin yüksekliğini ve elektrik alan gücünü düzenlemektir.

Yukarıdaki şekil Schottky bariyerinin oluşumunun çeşitli aşamalarının bant diyagramlarını göstermektedir. Temas alanındaki denge koşulları altında, termiyonik emisyon akımları dengelendi ve alan etkisinin bir sonucu olarak, yüksekliği termodinamik iş fonksiyonlarındaki farka eşit olan potansiyel bir bariyer ortaya çıktı: φк = ФМе - Фп /п.

Araba amplifikatörleri için güç kaynaklarının ve voltaj dönüştürücülerin montajı sırasında, transformatörden gelen akımın düzeltilmesinde sıklıkla bir sorun ortaya çıkar. Güçlü darbeli diyotlara sahip olmak oldukça ciddi bir sorun, bu yüzden güçlü Schottky diyotların tam listesini ve parametrelerini sağlayan bir makale yayınlamaya karar verdim. Bir süre önce kişisel olarak bir araba amplifikatörünün dönüştürücü redresörüyle ilgili bir sorun yaşadım. Dönüştürücü oldukça güçlüdür (500-600 watt), çıkış voltajının frekansı 60 kHz'dir, eski çöplerde bulunabilecek herhangi bir sıradan diyot, kibrit gibi hemen yanacaktır. O zamanlar mevcut olan tek seçenek yerli KD213A idi. Diyotlar oldukça iyi, 10 Ampere kadar dayanabiliyorlar, çalışma frekansı 100 kHz dahilinde, ancak aynı zamanda yük altında da aşırı ısınıyorlar.

Aslında güçlü diyotlar hemen hemen herkesin içinde bulunabilir. Bilgisayar güç kaynağı, bilgisayarın tamamına güç sağlayan güç kaynağıdır. Kural olarak, 200 watt'tan 1 kW'a veya daha fazla bir güçle yapılırlar ve bilgisayara güç verildiği için bu, güç kaynağının bir doğrultucuya sahip olması gerektiği anlamına gelir. Modern güç kaynakları, voltajı düzeltmek için güçlü Schottky diyot düzeneklerini kullanır - geçiş boyunca minimum voltaj düşüşüne ve çalışma frekansının ağ 50 Hz'den çok daha yüksek olduğu darbeli devrelerde çalışma yeteneğine sahiptirler. Son zamanlarda, bu kısa inceleme için diyotların çıkarıldığı yerden birkaç güç kaynağını ücretsiz olarak getirdiler. Bilgisayar güç kaynaklarında çeşitli diyot düzenekleri bulabilirsiniz; burada neredeyse hiç tek diyot yoktur - bir durumda, genellikle (neredeyse her zaman) ortak bir katotla birlikte iki güçlü diyot vardır. Bunlardan bazıları:

D83-004 (ESAD83-004)- Schottky diyotların güçlü montajı, ters voltaj 40 Volt, izin verilen akım 30A, 250A'ya kadar darbe modunda - belki de bilgisayar güç kaynaklarında bulunabilecek en güçlü diyotlardan biri.

STPS3045CW- Çift Schottky diyot, doğrultulmuş akım 15A, ileri voltaj 570mV, ters kaçak akım 200uA, ters voltaj sabiti 45 Volt.

Güç kaynaklarında bulunan temel Schottky diyotları

Schottky TO-220 SBL2040CT 10A x 2 =20A 40V Vf=0,6V, 10A'da
Schottky TO-247 S30D40 15A x 2 =30A 40V Vf=0,55V, 15A'da
Ultrafast TO-220 SF1004G 5A x 2 =10A 200V Vf=0,97V, 5A'da
Ultrafast TO-220 F16C20C 8A x 2 =16A 200V Vf=8A'da 1,3V
Ultra hızlı SR504 5A 40V Vf=0,57
Schottky TO-247 40CPQ060 20A x 2 =40A 60V Vf=0,49V, 20A'da
Schottky TO-247 STPS40L45C 20A x 2 =40A 45V Vf=0,49V
Ultrafast TO-247 SBL4040PT 20A x 2 =40A 45V Vf=0,58V, 20A'da
Schottky TO-220 63CTQ100 30A x 2 =60A 100 Vf=0,69V, 30A'da
Schottky TO-220 MBR2545CT 15A x 2 =30A 45V Vf=0,65V, 15A'da
Schottky TO-247 S60D40 30A x 2 =60A 40-60V Vf=0,65V, 30A'da
Schottky TO-247 30CPQ150 15A x 2 =30A 150V Vf=1V, 15A'da
Schottky TO-220 MBRP3045N 15A x 2 =30A 45V Vf=0,65V, 15A'da
Schottky TO-220 S20C60 10A x 2 =20A 30-60V Vf=0,55V, 10A'da
Schottky TO-247 SBL3040PT 15A x 2 =30A 30-40V Vf=0,55V, 15A'da
Schottky TO-247 SBL4040PT 20A x 2 =40A 30-40V Vf=0,58V 20A'da
Ultrafast TO-220 U20C20C 10A x 2 =20A 50-200V Vf=0,97V, 10A'da

Yüksek akım için modern ev tipi diyot düzenekleri de vardır. İşte işaretleri ve iç diyagramı:

Ayrıca üretildi örneğin tüp amplifikatörleri için güç kaynaklarında ve artan güç kaynağına sahip diğer ekipmanlarda kullanılabilir. Liste aşağıda verilmiştir:

1200 V'a kadar gerilimlere sahip yüksek gerilim Schottky güç diyotları

Yüksek anahtarlama frekanslarında birkaç on volt çıkış voltajına sahip düşük voltajlı güçlü doğrultucularda Schottky diyotlarının kullanılması daha tercih edilse de.

Schottky diyot başka bir tipik yarı iletken diyot türüdür; ayırt edici özelliği, doğrudan bağlandığında düşük voltaj düşüşüdür. Adını Alman fizikçi ve mucit Walter Schottky'nin onuruna aldı. Bu diyotlar potansiyel bariyer olarak p-n bağlantısı yerine metal-yarı iletken bağlantı noktasını kullanır. Schottky diyotlarının izin verilen ters voltajı genellikle yaklaşık 1200 volttur, örneğin CSD05120 ve analogları, pratikte birkaç on volta kadar ters voltajlara sahip düşük voltajlı devrelerde kullanılır.

Devre şemalarında neredeyse bir diyot gibi gösterilirler, yukarıdaki şekle bakın, ancak hafif grafiksel farklılıklara ek olarak ikili Schottky diyotlar oldukça yaygındır.

Çift Schottky diyot, ortak bir mahfazaya monte edilmiş iki ayrı elemandan oluşur ve bu bileşenlerin katotlarının veya anotlarının terminalleri birleştirilir. Bu nedenle çift diyot, genellikle üç terminal. Anahtarlama ve bilgisayar güç kaynaklarında sıklıkla ortak katotlu ikili Schottky diyotları görebilirsiniz.

Her iki diyot da tek bir muhafazaya yerleştirildiği ve aynı teknolojik süreç kullanılarak birleştirildiği için teknik parametreleri neredeyse aynıdır. Bir durumda böyle bir yerleştirme ile çalışma sırasında aynı sıcaklık rejiminde olacaklar ve bu, cihazın bir bütün olarak güvenilirliğini artırmanın ana faktörlerinden biridir.

Avantajları

Doğrudan bağlandığında diyot üzerindeki voltaj düşüşü yalnızca 0,2-0,4 volt iken, tipik silikon diyotlarda bu parametre 0,6-0,7 volttur. Doğrudan bağlandığında bir yarı iletken boyunca bu kadar düşük bir voltaj düşüşü, yalnızca maksimum onlarca voltluk ters voltajı olan Schottky diyotlarının karakteristiğidir, ancak uygulanan voltaj seviyesi artarsa, Schottky diyotundaki voltaj düşüşü zaten karşılaştırılabilir. Schottky diyotlarının modern elektronikte kullanımını oldukça ciddi şekilde sınırlayan bir silikon diyot.
Teorik olarak herhangi bir Schottky diyotu düşük bariyer kapasitansına sahip olabilir. Açık bir klasik p-n bağlantısının bulunmaması, cihazın çalışma frekansının önemli ölçüde arttırılmasına olanak tanır. Bu parametre, Schottky diyotlarının mantık elemanları olarak kullanılan transistörlerin geçişlerini şöntlediği entegre devrelerin üretiminde geniş uygulama alanı bulmuştur. Güç elektroniğinde Schottky diyotlarının bir başka parametresi de önemlidir, yani düşük iyileşme süresi, güç redresörlerinin yüzlerce kHz ve daha yüksek frekanslarda kullanılmasını mümkün kılar. Örneğin, MBR4015 radyo bileşeni (15 V ve 40 A), RF voltajını düzeltmek için kullanılır ve iyileşme süresi yalnızca 10 kV/μs'dir.
Yukarıda belirtilen olumlu özelliklerden dolayı, Schottky diyotları üzerine inşa edilen doğrultucular, standart diyotlar üzerindeki doğrultuculardan daha düşük bir girişim seviyesi ile farklılık gösterir, bu nedenle analog ikincil güç kaynaklarında kullanılırlar.

Eksileri

İzin verilen ters voltaj seviyesinin kısa süreli aşılması durumunda, Schottky diyotu, kristalin güç dağılımının izin verilenden daha yüksek olmaması koşuluyla, basitçe tersinir bir arıza moduna girecek olan tipik silikon diyotların aksine başarısız olur. değerler ve voltajı düşürdükten sonra diyot tamamen özelliklerini geri yükler.
Schottky diyotları, kristal sıcaklığının artmasıyla artan ve yüksek akımlarla çalışırken soğutucunun yetersiz çalışma koşulları durumunda radyo bileşeninin termal bozulmasına yol açan daha yüksek ters akım değerleri ile karakterize edilir.

Schottky diyotlar yukarıda belirttiğim gibi bilgisayar güç kaynaklarında ve anahtarlama voltaj regülatörlerinde aktif olarak kullanılmaktadır. Bilgisayar UPS devresinin alçak gerilim ve yüksek akım kısımlarında +3,3 volt ve +5,0 voltta kullanılırlar. En sık kullanılanları ortak katotlu çift diyotlardır. Yüksek kalitenin bir işareti olarak kabul edilen çift diyotların kullanılmasıdır.

Yanmış bir Schottky diyotu en yaygın hatalardan biridir. Bir diyotun iki çalışma dışı durumu olabilir: elektriksel arıza ve vücuda sızıntı. Bu koşulların herhangi birinde UPS, dahili koruma devresi nedeniyle bloke edilir.

Elektrik kesintisi durumunda güç kaynağındaki tüm ikincil voltajlar mevcut değildir. Sızıntı durumunda, bilgisayarın güç kaynağı fanı "seğirebilir" ve çıkışta çıkış voltajı titreşimleri görünebilir ve periyodik olarak kaybolabilir. Yani koruma modülü periyodik olarak tetiklenir, ancak tam engelleme gerçekleşmez. Takıldıkları radyatör çok sıcaksa veya güçlü bir yanık kokusu varsa Schottky diyotları% 100 yanmıştır.

Diyotları değiştirdikten sonra bir UPS'i onarırken, özellikle kasaya sızıntı olduğundan şüpheleniliyorsa, anahtarlama modunda çalışan tüm güç transistörlerini çalmanız gerektiği birkaç kelime söylenmelidir. Ayrıca anahtar transistörlerin değiştirilmesi durumunda diyotların kontrol edilmesi zorunlu ve kesinlikle gereklidir.

Schottky diyotunu test etme tekniği standart standart diyotla aynıdır. Ancak burada da küçük farklılıklar var. Zaten devreye lehimlenmiş olan bu tip bir diyotu test etmek çok zordur. Bu nedenle, montaj veya bireysel elemanın ilk önce inceleme için devreden çıkarılması gerekir. Tamamen delinmiş bir elemanı belirlemek oldukça kolaydır. Tüm direnç ölçüm limitlerinde multimetre her iki yönde de sonsuz düşük direnç veya kısa devre gösterecektir.

Şüphelenilen bir sızıntıyı kontrol etmek daha zordur. Tipik bir multimetreyle, örneğin "diyot" modunda DT-830 ile kontrol edersek, bakımı yapılabilir bir bileşen göreceğiz. Ancak ohmmetre modunda ölçüm yaparsanız “20 kOhm” sınırındaki ters direncin sonsuz derecede büyük olduğu belirlenir (1). Eleman bir miktar direnç gösteriyorsa, örneğin 5 kOhm, bu diyotu şüpheli olarak değerlendirmek ve onu kesinlikle çalışır durumda olan bir diyotla değiştirmek daha iyidir. Bazen bir bilgisayar UPS'indeki +3,3V ve +5,0V veri yollarındaki Schottky diyotlarını hemen değiştirmek daha iyidir.

Bazen alfa ve beta radyasyon alıcılarında (dozimetrelerde), nötron radyasyon kelepçelerinde kullanılırlar ve ek olarak, geniş evrenimizin genişliklerini süren uzay aracına elektrik sağlayan Schottky bariyer geçişlerinde güneş panelleri monte edilir.

Elektroniğin gelişimi, radyo bileşenlerinde giderek daha yüksek standartlar gerektiriyor. Yüksek frekanslarda çalışmak için parametreleri silikon analoglarından üstün olan bir Schottky diyot kullanılır. Bazen temelde aynı anlama gelen Schottky bariyer diyotu ismine rastlayabilirsiniz.

Tasarım
Minyatürleştirme
Pratikte kullanın

Tasarım

Schottky diyotu, p-n bağlantısı yerine metal-yarı iletken kullanan tasarımıyla sıradan diyotlardan farklıdır. Buradaki özelliklerin farklı olduğu açıktır, yani özelliklerin de farklı olması gerekir.

Aslında yarı iletken bir metal aşağıdaki parametrelere sahiptir:

Kaçak akım büyük önem taşıyor;
Doğrudan bağlandığında bağlantı noktasında düşük voltaj düşüşü;
Düşük bir değere sahip olduğundan şarjı çok hızlı bir şekilde geri yükler.

Schottky diyotu galyum arsenit, silikon gibi malzemelerden yapılmıştır; çok daha az yaygın olarak kullanılan fakat aynı zamanda da kullanılabilen madde germanyumdur. Malzeme seçimi, elde edilmesi gereken özelliklere bağlıdır, ancak her durumda, bu yarı iletkenlerin üretilebileceği maksimum ters voltaj 1200 volttan yüksek değildir - bunlar en yüksek voltaj redresörleridir. Uygulamada, daha düşük voltajlarda - 3, 5, 10 volt - çok daha sık kullanılırlar.

Devre şemasında Schottky diyotu aşağıdaki gibi gösterilmiştir:

Ancak bazen bu tanımı görebilirsiniz:

Bu, ikili bir eleman anlamına gelir: ortak bir anot veya katot ile bir muhafazada iki diyot, dolayısıyla elemanın üç terminali vardır. Güç kaynakları bu tür tasarımları ortak bir katotla kullanır; doğrultucu devrelerde kullanıma uygundur. Genellikle diyagramlar normal bir diyotun işaretlerini gösterir, ancak açıklama bunun bir Schottky diyotu olduğunu gösterir, bu nedenle dikkatli olmanız gerekir.

Schottky bariyerli diyot düzenekleri üç tipte mevcuttur:

Tip 1 – ortak katotlu;

Tip 2 – ortak anotlu;

Tip 3 – ikiye katlama şemasına göre.

Elektrik faturalarından tasarruf etmek için okuyucularımız Elektrik Tasarruf Kutusu'nu öneriyor. Aylık ödemeler, koruyucuyu kullanmadan önce olduğundan %30-50 daha az olacaktır. Reaktif bileşeni ağdan uzaklaştırarak yükün ve dolayısıyla akım tüketiminin azalmasına neden olur. Elektrikli cihazlar daha az elektrik tüketir ve maliyetler düşer.

Bu bağlantı, elemanın güvenilirliğini artırmaya yardımcı olur: sonuçta, aynı mahfazada olduklarından, aynı sıcaklık rejimine sahiptirler; bu, örneğin 10 amper gibi güçlü redresörlere ihtiyaç duyulduğunda önemlidir.

Ancak dezavantajları da var. Mesele şu ki, bu tür diyotların düşük voltaj düşüşü (0,2-0,4 V), genellikle 50-60 volt gibi düşük voltajlarda ortaya çıkar. Daha yüksek değerlerde normal diyotlar gibi davranırlar. Ancak akım açısından bu devre çok iyi sonuçlar verir, çünkü genellikle - özellikle güç devrelerinde ve güç modüllerinde - yarı iletkenlerin çalışma akımının en az 10A olması gerekir.

Bir diğer büyük dezavantaj ise bu cihazlarda ters akımın bir an bile aşılamamasıdır. Hemen arızalanırlar, silikon diyotlar ise sıcaklıkları aşılmamışsa özelliklerini geri kazandırır.

Ama daha olumlu şeyler de var. Düşük voltaj düşüşünün yanı sıra Schottky diyotun bağlantı kapasitans değeri de düşüktür. Bildiğiniz gibi: daha düşük kapasite - daha yüksek frekans. Böyle bir diyot, birkaç yüz kilohertz frekanslı güç kaynaklarının, doğrultucuların ve diğer devrelerin anahtarlanmasında uygulama buldu.

Böyle bir diyotun akım-gerilim karakteristiği asimetrik bir görünüme sahiptir. İleri gerilim uygulandığında akımın katlanarak arttığı, ters gerilim uygulandığında ise akımın gerilime bağlı olmadığı açıktır.

Bu yarı iletkenin çalışma prensibinin ana taşıyıcıların (elektronların) hareketine dayandığını biliyorsanız, tüm bunlar açıklanabilir. Aynı nedenden ötürü, bu cihazlar çok hızlıdır: p-n bağlantılarına sahip cihazların karakteristik rekombinasyon süreçlerine sahip değildirler. Bariyer yapısına sahip tüm cihazlar, akım-gerilim özelliklerinin asimetrisi ile karakterize edilir, çünkü akımın gerilime bağımlılığını belirleyen elektrik yükü taşıyıcılarının sayısıdır.

Minyatürleştirme

Mikroelektroniğin gelişmesiyle birlikte özel mikro devreler ve tek çipli mikroişlemciler yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Bütün bunlar asılı elemanların kullanımını dışlamaz. Bununla birlikte, eğer bu amaç için geleneksel boyutlardaki radyo elemanları kullanılırsa, bu, bir bütün olarak minyatürleştirme fikrini tamamen ortadan kaldıracaktır. Bu nedenle, geleneksel parçalardan 10 kat veya daha fazla daha küçük olan açık çerçeve elemanları - SMD bileşenleri geliştirildi. Bu tür bileşenlerin akım-gerilim özellikleri, geleneksel cihazların akım-gerilim özelliklerinden farklı değildir ve küçültülmüş boyutları, bu tür yedek parçaların çeşitli mikro montajlarda kullanılmasını mümkün kılar.

SMD bileşenleri çeşitli boyutlarda gelir. SMD boyutu 1206, manuel lehimleme için uygundur. 3,2 x 1,6 mm boyutlarına sahiptirler, bu da onları kendiniz lehimlemenize olanak tanır. Diğer SMD elemanları daha minyatürdür, fabrikada özel ekipmanlarla monte edilir ve bunları evde kendiniz lehimlemek imkansızdır.

Bir smd bileşeninin çalışma prensibi de büyük emsalinden farklı değildir ve örneğin bir diyotun akım-gerilim karakteristiğini dikkate alırsak, o zaman her boyuttaki yarı iletken için eşit derecede uygun olacaktır. Akım aralığı 1 ila 10 amper arasındadır. Kasa üzerindeki işaretler genellikle, kodu özel tablolarda verilen dijital bir koddan oluşur. Daha büyük benzerleri gibi bir test cihazı kullanılarak uygunluk açısından test edilebilirler.

Pratikte kullanın

Schottky redresörleri, güç kaynaklarının, voltaj stabilizatörlerinin, redresörlerin anahtarlanmasında kullanılır. En zorlu akım (10A veya daha fazla) 3,3 ve 5 voltluk voltajlardır. Schottky cihazları en sık bu tür ikincil güç devrelerinde kullanılır. Akım değerlerini yükseltmek için bunlar ortak bir anot veya katotla bir devrede birbirine bağlanır. Çift diyotların her biri 10 amper değerindeyse önemli bir güvenlik marjı elde edersiniz.

Anahtarlama güç modüllerinin en yaygın arızalarından biri aynı diyotların arızasıdır. Kural olarak, ya tamamen delinir ya da sızarlar. Her iki durumda da arızalı diyot değiştirilmeli, ardından güç transistörleri bir multimetre ile kontrol edilmeli ve besleme voltajı da ölçülmelidir.

Test etme ve değiştirilebilirlik

Schottky redresörleri, benzer özelliklere sahip oldukları için geleneksel yarı iletkenlerle aynı şekilde test edilebilir. Bir multimetre ile onu her iki yönde de çalmanız gerekir - kendisini normal bir diyotla aynı şekilde göstermeli: anot-katot ve sızıntı olmamalıdır. 2-10 kiloohm gibi hafif bir direnç bile gösteriyorsa, bu zaten bir şüphe nedenidir.

Ortak anot veya katoda sahip bir diyot, birbirine bağlı iki sıradan yarı iletken gibi test edilebilir. Örneğin, anot ortaksa, o zaman üçte biri olacaktır. Anotun üzerine bir test probu yerleştiriyoruz, diğer bacaklar farklı diyotlar ve üzerlerine başka bir prob yerleştiriyoruz.

Başka bir türle değiştirilebilir mi? Bazı durumlarda Schottky diyotları sıradan germanyum diyotlarla değiştirilir. Örneğin, 10 amperlik bir akımda D305 yalnızca 0,3 voltluk bir düşüş verdi ve 2-3 amperlik bir akımda genellikle radyatör olmadan kurulabilirler. Ancak Schottky kurulumunun asıl amacı küçük bir düşüş değil, düşük kapasitedir, dolayısıyla değiştirme her zaman mümkün olmayacaktır.

Gördüğümüz gibi elektronik durmuyor ve yüksek hızlı cihazların daha sonraki uygulamaları yalnızca artarak yeni, daha karmaşık sistemlerin geliştirilmesini mümkün kılacak.

Alışılmadık etkiyi keşfeden bilim adamlarının adlarıyla anılan geniş yarı iletken diyot ailesine bir tane daha ekleyebiliriz. Bu bir Schottky diyotudur.

Alman fizikçi Walter Schottka, metal-yarı iletken geçişi oluşturmaya yönelik belirli bir teknolojiyle ortaya çıkan sözde bariyer etkisini keşfetti ve inceledi.

Schottky diyotun ana özelliği, pn bağlantısına dayalı geleneksel diyotlardan farklı olarak Schottky bariyeri olarak da adlandırılan metal-yarı iletken bağlantı noktasını kullanmasıdır. Bu bariyer, tıpkı yarı iletken pn bağlantısı gibi, tek yönlü elektriksel iletkenlik özelliğine ve bir takım ayırt edici özelliklere sahiptir.

Schottky bariyer diyotlarını yapmak için kullanılan malzemeler ağırlıklı olarak silikon (Si) ve galyum arsenitin (GaAs) yanı sıra altın, gümüş, platin, paladyum ve tungsten gibi metallerdir.

Devre şemalarında Schottky diyotu bu şekilde gösterilmiştir.

Gördüğünüz gibi görüntüsü, geleneksel bir yarı iletken diyotun tanımından biraz farklıdır.

Bu atamaya ek olarak, şemalarda ikili Schottky diyotun (düzeneğin) bir görüntüsünü de bulabilirsiniz.

Çift diyot, ortak bir yuvaya monte edilmiş iki diyottur. Katotlarının veya anotlarının terminalleri birleştirilir. Bu nedenle böyle bir meclisin kural olarak üç çıktısı vardır. Anahtarlamalı güç kaynakları genellikle ortak katot düzeneklerini kullanır.

İki diyot aynı mahfazaya yerleştirildiğinden ve tek bir teknolojik işlemle yapıldığından parametreleri birbirine çok yakındır. Tek bir yuvaya yerleştirildikleri için sıcaklık koşulları aynıdır. Bu, elemanın güvenilirliğini ve servis ömrünü arttırır.

Schottky diyotların iki olumlu özelliği vardır: bağlantı noktası boyunca çok düşük ileri voltaj düşüşü (0,2-0,4 volt) ve çok yüksek performans.

Ne yazık ki, uygulanan voltaj 50-60 volttan fazla olmadığında bu kadar küçük bir voltaj düşüşü meydana gelir. Daha da arttıkça Schottky diyotu geleneksel bir silikon doğrultucu diyot gibi davranır. Schottky için maksimum ters voltaj genellikle 250 volt'u aşmaz, ancak 1,2 kilovolt (VS-10ETS12-M3) olarak değerlendirilen örnekler satışta bulunabilir.

Yani, ikili Schottky diyot (Schottky doğrultucu) 60CPQ150 Maksimum 150V ters voltaj için tasarlanmıştır ve düzeneğin diyotlarının her biri, doğrudan bağlantıda 30 amper geçme kapasitesine sahiptir!

Ayrıca yarım döngülü doğrultulmuş akımı maksimum 400A'e ulaşabilen örnekleri de bulabilirsiniz! Bir örnek VS-400CNQ045 modelidir.

Çoğu zaman, devre şemalarında katodun karmaşık grafiksel gösterimi basitçe atlanır ve Schottky diyotu normal bir diyot olarak gösterilir. Kullanılan elemanın türü ise şartnamede belirtilmiştir.

Schottky bariyerli diyotların dezavantajları, ters voltajın kısa süreliğine aşılması durumunda bile anında ve en önemlisi geri döndürülemez şekilde arızalanmalarıdır. Silikon güç valfleri aşırı gerilim durduktan sonra kendi kendini tamamen onarır ve çalışmaya devam eder. Ek olarak diyotların ters akımı büyük ölçüde bağlantı sıcaklığına bağlıdır. Büyük bir ters akımda termal bozulma meydana gelir.

Yüksek hıza ve dolayısıyla kısa iyileşme süresine ek olarak, Schottky diyotlarının olumlu nitelikleri, çalışma frekansını artırmanıza olanak tanıyan küçük bir bağlantı (bariyer) kapasitansını içerir. Bu onların yüzlerce kilohertz frekanslardaki darbe doğrultucularda kullanılmasına olanak tanır. Birçok Schottky diyotu entegre mikroelektronikte uygulamalarını bulur. Nanoteknoloji kullanılarak yapılan Schottky diyotlar, performansı artırmak için transistör bağlantılarını atladıkları entegre devrelere dahil edilir.

1N581x serisinin (1N5817, 1N5818, 1N5819) Schottky diyotları amatör radyo uygulamalarında kök salmıştır. Hepsi maksimum ileri akım için tasarlanmıştır ( ben F(AV)) – 1 amper ve ters voltaj ( V RRM) 20 ila 40 volt arasında. Gerilim düşümü ( VF) kavşakta 0,45 ila 0,55 volt arasındadır. Daha önce de belirtildiği gibi, ileri voltaj düşüşü ( İleri voltaj düşüşü) Schottky bariyerli diyotlar için çok küçüktür.

Oldukça iyi bilinen bir diğer element ise 1N5822'dir. 3 amperlik ileri akım için tasarlanmıştır ve DO-201AD muhafazası içine yerleştirilmiştir.

Ayrıca baskılı devre kartlarında yüzeye montaj için SK12 - SK16 serisinin diyotlarını bulabilirsiniz. Boyutları oldukça küçüktür. Buna rağmen SK12-SK16, 20 - 60 volt ters voltajda 1 ampere kadar ileri akıma dayanabilir. İleri gerilim düşüşü 0,55 volt (SK12, SK13, SK14 için) ve 0,7 volttur (SK15, SK16 için). Ayrıca pratikte SK32 - SK310 serisinin diyotlarını da bulabilirsiniz, örneğin, SK36 3 amperlik doğru akım için tasarlanmıştır.

Schottky diyotların güç kaynaklarında uygulanması.

Schottky diyotları bilgisayar güç kaynaklarında ve anahtarlama voltajı stabilizatörlerinde aktif olarak kullanılmaktadır. Alçak gerilim besleme gerilimleri arasında en yüksek akım (onlarca amper) +3,3 volt ve +5,0 volttur. Bu ikincil güç kaynaklarında Schottky bariyer diyotları kullanılır. Çoğu zaman ortak katotlu üç terminalli düzenekler kullanılır. Yüksek kaliteli ve teknolojik açıdan gelişmiş bir güç kaynağının işareti olarak kabul edilebilecek düzeneklerin kullanılmasıdır.

Schottky diyotlarının arızası, güç kaynaklarının değiştirilmesinde en yaygın hatalardan biridir. İki "ölü" durumu olabilir: saf elektriksel bozulma ve sızıntı. Bu koşullardan biri mevcutsa koruma tetiklendiğinden bilgisayarın güç kaynağı bloke edilir. Ancak bu farklı şekillerde gerçekleşebilir.

İlk durumda, tüm ikincil gerilimler yoktur. Koruma güç kaynağını bloke etti. İkinci durumda, fan "seğirir" ve güç kaynaklarının çıkışında periyodik olarak voltaj dalgalanmaları görünür ve ardından kaybolur.

Yani koruma devresi periyodik olarak tetiklenir, ancak güç kaynağı tamamen bloke edilmez. Schottky diyotlarının, üzerine takıldıkları radyatör hoş olmayan bir koku ortaya çıkana kadar çok sıcaksa arızalanması garanti edilir. Ve son teşhis seçeneği bir sızıntıyla ilgilidir: çoklu program modunda merkezi işlemci üzerindeki yük arttığında, güç kaynağı kendiliğinden kapanır.

Bir güç kaynağını profesyonelce onarırken, ikincil diyotları, özellikle de şüpheli bir sızıntıyla değiştirdikten sonra, anahtarların işlevini yerine getiren tüm güç transistörlerini kontrol etmeniz gerektiği ve bunun tersinin de geçerli olduğu akılda tutulmalıdır: anahtar transistörleri değiştirdikten sonra, ikincil diyotları kontrol edin. zorunlu bir prosedür. Her zaman şu ilkeye göre yönlendirilmek gerekir: Sorun tek başına gelmez.

Schottky diyotlarını bir multimetre ile kontrol etme.

Schottky diyotunu ticari bir multimetre kullanarak kontrol edebilirsiniz. Teknik, p-n eklemli geleneksel bir yarı iletken diyotun kontrol edilmesiyle aynıdır. Ancak burada da tuzaklar var. Sızdıran bir diyotun test edilmesi özellikle zordur. Her şeyden önce, daha doğru bir kontrol için elemanın devreden çıkarılması gerekir. Tamamen kırılmış bir diyotu belirlemek oldukça kolaydır. Direnç ölçümünün tüm limitlerinde, hatalı eleman hem ileri hem de geri bağlantıda sonsuz küçük bir dirence sahip olacaktır. Bu kısa devreye eşdeğerdir.

"Sızıntı" şüphesi olan bir diyotu kontrol etmek daha zordur. "Diyot" modunda bir DT-830 multimetre ile kontrol edersek, tamamen servis verilebilir bir eleman göreceğiz. Bir ohmmetre kullanarak ters direncini ölçmeyi deneyebilirsiniz. “20 kOhm” sınırında ters direnç sonsuz büyük olarak tanımlanır. Cihaz en azından bir miktar direnç gösteriyorsa, örneğin 3 kOhm, bu durumda bu diyot şüpheli olarak değerlendirilmeli ve iyi olduğu bilinen bir diyotla değiştirilmelidir. +3,3V ve +5,0V güç veriyollarındaki Schottky diyotlarının tamamen değiştirilmesi %100 garanti sağlayabilir.

Schottky diyotları elektronikte başka nerede kullanılıyor? Alfa ve beta radyasyon alıcıları, nötron radyasyon dedektörleri gibi oldukça egzotik cihazlarda bulunabilirler ve son zamanlarda Schottky bariyer bağlantılarına güneş panelleri monte edilmiştir. Böylece uzay araçlarına da elektrik sağlıyorlar.

Veya çeşitli elektrik devre şemalarında Schottky diyot diye bir şey vardır. Her şeyden önce bu, doğrudan bağlandığında küçük bir voltaj düşüşüne sahip olan ve bir yarı iletken ve metalden oluşan özel bir yarı iletken diyottur. Adını bu elektronik unsuru icat eden Alman mucit Walter Schottky'nin onuruna almıştır.

Temas halinde

Endüstriyel amaçlı bir elektronik bileşende izin verilen ters voltaj 250 volt ile sınırlıdır. Pratikte esas olarak kullanılan alçak gerilim devrelerinde ters yönde akım akışını önlemek için. Güçlerine göre birkaç gruba ayrılırlar: düşük güçlü, orta güçlü ve yüksek güçlü.

Cihazın kendisi bir metal yarı iletken, cam pasifleştirme, koruyucu bir halka ve metalden oluşur. Devreden bir elektrik akımı akmaya başladığında, koruyucu halka üzerinde ve yarı iletken bariyerin tüm alanı boyunca birikecektir. pozitif ve negatif yükler, ancak elektrik alanının ortaya çıkacağı ve ısının üretileceği vücudun farklı bölgelerinde ki bu, bazı fizik deneyleri için büyük bir artı.

Diğer yarı iletkenlerden farkı

Bu elektronik eleman, tek yönlü elektrik iletkenliğine ve diğer birçok ayırt edici özelliğe sahip bir yarı iletken olan metali bariyer olarak kullanması bakımından diğerlerinden farklıdır. Bu tür yarı iletken metaller galyum arsenit, altın, silisyum karbür, tungsten, germanyum, paladyum, platin vb. olabilir.

Schottky elektronik elemanının tüm çalışması seçilen metale bağlı olacaktır. Silikon diğerlerinden daha güvenilir olduğu ve yüksek güçte iyi çalıştığı için özellikle sıklıkla kullanılır. Ayrıca diğer metallerden daha sık Arsenik ve galyumun kimyasal bir bileşiği olan, daha az sıklıkla germanyum (Ge) bazlı galyum arsenit (GaAs) bazlı bir yarı iletken kullanırlar. Bu elektronik elemanların üretim teknolojisi çok basittir, bu yüzden en ucuzudur.

Ayrıca Schottky diyotu, akım sağlandığında kararlı çalışmasıyla diğerlerinden farklıdır. Stabilite için, çok hassas bir iş olan bu elektronik elemanın gövdesine özel kristaller yerleştirilmiştir, çünkü ihmal veya dikkatsizlik cihazın arızalanmasına yol açabilir. İnsanlar bunu nadiren yapar; çoğu zaman bu iş, böyle bir işlem için programlanmış otomatik bir makine olan özel bir robot tarafından gerçekleştirilir.

Schottky diyot tanımı ve işaretlemesi

Tüm elektronik parçaların ve elemanların tanımları olduğu gibi, devre şemalarında bu elektronik eleman bu şekilde tasvir edilmiştir (bkz. Şekil 1), bu, geleneksel bir yarı iletkenin tanımından biraz farklıdır.

Diyagramlarda ayrıca ikili Schottky diyotun görüntüsünü de görebilirsiniz (bkz. Şekil 2). Bunlar iki adet monte edilmiş elektronik elemandır ortak bir binada. Anotları veya katotları lehimlenmiştir, dolayısıyla üç terminalleri vardır.

Çoğu elektronik eleman gibi bu elektronik eleman da yan tarafta işaretlenmiştir. Ve eğer atamadaki harfler ve sayılar net değilse, radyo mühendisliği referans kitabındaki kod çözmelerine bakabilirsiniz.

Avantajlar ve dezavantajlar

Bu cihazın olumlu yanları ve dezavantajları vardır.

Devrede elektrik akımını iyi tutar;
Diyotun uzun vadeli performansını artıran yarı iletken metallerden yapılmış küçük bariyer kapasitesi;
Diğer yarı iletkenlerden farklı olarak Schottky diyotu düşük voltaj düşüşü sergiler;
Bir elektrik devresinde bu Schottky diyot hızlı bir şekilde çalışır.

Büyük eksi Sorun, ters akımın çok büyük olabilmesidir. Bazı durumlarda, örneğin gerekli olanın aşılması ters akım seviyesi Birkaç amper için bile elektronik eleman, ister yeni ister eski olsun, en uygunsuz anda bozulur veya arızalanır. Diyot sızıntıları da sıklıkla gözlemlenebilir; bu, bazı durumlarda yarı iletken testinin ihmal edilmesi durumunda ciddi sonuçlara yol açabilir.

Schottky diyot uygulaması

Bunlar elektronik elemanlar Yukarıda sunulan dünyamızda hemen hemen her yerde bulunabilir: bilgisayarlarda, dengeleyicilerde, ev aletlerinde, radyo yayınlarında, televizyonda, güç kaynaklarında, güneş panellerinde, transistörlerde ve yaşamın her alanındaki diğer birçok cihazda.

Her durumda verimliliği ve performansı arttırır, kayıp sayısını azaltır voltaj dinamiği, akımın ters direncini geri kazandırır, alfa, beta ve gama yüklerinin radyasyonunu emer, uzun süre kesintisiz çalışmanıza izin verir, akımı elektrik devresinin voltajında tutar.

Schottky diyotlarının teşhisi

İhtiyaç duyulması halinde Schottky elektronik elemanını teşhis edebilirsiniz ancak bu biraz zaman alacaktır. Her şeyden önce, diyot köprüsünden veya elektronik devreden bir elemanı lehimlemeniz gerekir. Görsel olarak inceleyin ve bir test cihazıyla kontrol edin. Bu basit teknik işlemler sonucunda yarı iletkenin çalışıp çalışmadığını öğreneceksiniz. Tüm aksamın lehimlenmesi gerekmese de bu ekstra bir iştir ve en önemlisi - S zaman kaybı.

Bu diyotu veya diyot köprüsünü bir multimetre ile de kontrol edebilirsiniz ancak üreticinin akımı cihazın yan tarafına yazdığını unutmayın. Multimetreyi açıp problarını anot ve katodun uçlarına getiriyoruz ve bize diyotun voltajını gösterecek.

Bazen Schottky diyotunun bazı nedenlerden dolayı arızalanması mümkündür. Şimdi onlara bakalım:

Üstelik her iki durumda da gövde bu tür olaylara karşı özel korumaya sahip olduğundan yanık kokusunu hissetmezsiniz ve duman görmezsiniz. Aniden bir transistörde ise yukarıdaki diyot yandı, o zaman arıza bulduğunuz tek cihazın bu olduğundan emin olun çünkü diyotların kesinlikle kontrol edilmesi gerekir.

Bazen gerektiğinde diyotların servis kolaylığı açısından kontrol edilmesi mümkün olmayabilir. Bazen böyle oluyor bilgisayarın yavaşlamaya başlaması, açılmasının çok uzun sürmesi ve donması. Belki de sorun özellikle diyotlarla ilgilidir ve herkes işlemciyi söküp içinde ne olduğunu görebilir.

Her şeyden önce, bilgisayara giden gücü kapatmanız ve sistem birimindeki güç kaynağını açmanız gerekir. Diyotları hemen fark edebilirsiniz. İçlerinde delik veya kırık olup olmadığını kontrol edin. Varsa, onları çıkarmanız ve yeni bir yarı iletkenle değiştirmeniz, sorunları kendiniz çözmeniz gerekir, ancak profesyonellerden yardım istemek daha iyidir.

Modern dünyada Schottky yarı iletkenleri

Schottky diyotları modern yaşamın her alanında, özellikle elektronikte geniş bir popülerlik ve dağıtım kazanmıştır. Şu şekilde bulunabilirler: çift doğrultucu diyotlar iki yarı iletkenin tek bir pakete yerleştirildiği ve anot veya katotların uçlarının birbirine bağlandığı ve basit olanların da çok küçük olduğu (örneğin, sıklıkla küçük elektrikli parçalarda bulunur).

Bu yarı iletken, ev aletlerindeki güç kaynaklarının değiştirilmesinde sıklıkla kullanılır, bu da kayıpları önemli ölçüde azaltır ve termal çalışmayı iyileştirir. Ayrıca veri elektronik elemanları transistörlerde akım doğrultucu olarak ve paralel güç kaynaklarını birleştirmek için kullanılan özel diyotlarda kullanılır.

Tasarım
Minyatürleştirme
Pratikte kullanın

Tasarım

Aslında yarı iletken bir metal aşağıdaki parametrelere sahiptir:

Kaçak akım büyük önem taşıyor;
Doğrudan bağlandığında bağlantı noktasında düşük voltaj düşüşü;
Düşük bir değere sahip olduğundan şarjı çok hızlı bir şekilde geri yükler.

Devre şemasında Schottky diyotu aşağıdaki gibi gösterilmiştir:

Ancak bazen bu tanımı görebilirsiniz:

Schottky bariyerli diyot düzenekleri üç tipte mevcuttur:

Tip 1 – ortak katotlu;

Tip 2 – ortak anotlu;

Tip 3 – ikiye katlama şemasına göre.

Minyatürleştirme

Pratikte kullanın

Anahtarlama güç modüllerinin en yaygın arızalarından biri aynı diyotların arızasıdır. Kural olarak, ya tamamen delinir ya da sızarlar. Her iki durumda da arızalı diyot değiştirilmeli, ardından güç transistörleri bir multimetre ile kontrol edilmeli ve besleme voltajı da ölçülmelidir.

Test etme ve değiştirilebilirlik

Gördüğümüz gibi elektronik durmuyor ve yüksek hızlı cihazların daha sonraki uygulamaları yalnızca artarak yeni, daha karmaşık sistemlerin geliştirilmesini mümkün kılacak.

Schottky bariyerinin akım-gerilim karakteristiğinin asimetrik olduğu açıktır. İleri yönde, uygulanan voltajın artmasıyla akım üstel olarak artar. Ters yönde akım gerilime bağlı değildir. Her iki durumda da akım, çoğunluk yük taşıyıcıları olan elektronlardan kaynaklanmaktadır.

Schottky diyotları bu nedenle hızlı etkilidir çünkü ek süre gerektiren yayılma ve rekombinasyon süreçlerini ortadan kaldırır. Akımın voltaja bağımlılığı, taşıyıcı sayısındaki bir değişiklikle ilişkilidir, çünkü bu taşıyıcılar yük aktarım sürecine katılır. Harici voltaj, Schottky bariyerinin bir tarafından diğer tarafına geçebilecek elektron sayısını değiştirir.

Üretim teknolojisi ve açıklanan çalışma prensibine bağlı olarak Schottky diyotları, geleneksel p-n diyotlardan önemli ölçüde daha az, ileri yönde düşük bir voltaj düşüşüne sahiptir.

Burada, temas alanından geçen küçük bir başlangıç akımı bile ısının açığa çıkmasına neden olur ve bu da daha sonra ek akım taşıyıcılarının ortaya çıkmasına katkıda bulunur. Bu durumda azınlık yük taşıyıcılarının enjeksiyonu yapılmaz.

Bu nedenle Schottky diyotların azınlık taşıyıcıları olmadığından dağınık kapasitansı yoktur ve sonuç olarak yarı iletken diyotlarla karşılaştırıldığında performans oldukça yüksektir. Sonuç, keskin bir asimetrik p-n bağlantısı gibi bir şeydir.

Bu nedenle, her şeyden önce Schottky diyotları çeşitli amaçlara yönelik mikrodalga diyotlardır: dedektör, karıştırma, çığ geçişi, parametrik, darbeli, çarpma. Schottky diyotları radyasyon alıcıları, gerinim ölçerler, nükleer radyasyon dedektörleri, ışık modülatörleri ve son olarak yüksek frekanslı akım doğrultucuları olarak kullanılabilir.

Diyagramlarda Schottky diyot tanımı

Schottky diyotları bugün

Günümüzde Schottky diyotlar elektronik cihazlarda oldukça yaygındır. Diyagramlarda geleneksel diyotlardan farklı şekilde gösterilmiştir. Genellikle güç anahtarlarına özgü üç terminalli bir pakette yapılmış ikili Schottky doğrultucu diyotları bulabilirsiniz. Bu tür ikili tasarımlar, içinde katotlar veya anotlarla, daha sıklıkla katotlarla bağlanan iki Schottky diyot içerir.

Düzenekteki diyotlar çok benzer parametrelere sahiptir, çünkü bu tür düzeneklerin her biri tek bir teknolojik döngüde üretilir ve sonuç olarak çalışma sıcaklığı koşulları aynıdır ve güvenilirlikleri buna göre daha yüksektir. Yüksek hız (birkaç nanosaniye) ile birlikte 0,2 - 0,4 voltluk ileri voltaj düşüşü, Schottky diyotlarının p-n muadillerine göre şüphesiz avantajlarıdır.

Diyotlardaki Schottky bariyerinin düşük voltaj düşüşü özelliği, performansı sarsılmaz kalmasına rağmen 60 volta kadar uygulanan voltajlarda kendini gösterir. Bugün, 25CTQ045 tipi Schottky diyotlar (45 volta kadar voltajlar için, düzenekteki her bir diyot çifti için 30 ampere kadar akımlar için), akımlar için güç doğrultucu olarak görev yaptıkları birçok anahtarlamalı güç kaynağında bulunabilir. birkaç yüz kilohertz'e kadar frekanslar.

Schottky diyotların eksiklikleri konusuna değinmemek mümkün değil, elbette varlar ve iki tane var. İlk olarak, kritik voltajın kısa süreli aşılması diyota anında zarar verecektir. İkincisi, sıcaklık maksimum ters akımı büyük ölçüde etkiler. Çok yüksek bir bağlantı sıcaklığında, diyot nominal voltajda çalışırken bile kırılacaktır.

Tek bir radyo amatörünün uygulamalarında Schottky diyotları olmadan yapması mümkün değildir. Burada en popüler diyotları not edebilirsiniz: 1N5817, 1N5818, 1N5819, 1N5822, SK12, SK13, SK14. Bu diyotların hem çıkışlı hem de SMD versiyonları mevcuttur. Radyo amatörlerinin onlara bu kadar değer verdiği asıl şey, bu bileşenlerin düşük fiyatına rağmen yüksek performansları ve bağlantı noktası boyunca düşük voltaj düşüşleridir (maksimum 0,55 volt).

Herhangi bir amaç için Schottky diyotları olmayan nadir bir baskılı devre kartıdır. Schottky diyot bir yerlerde geri besleme devresi için düşük güçlü bir doğrultucu görevi görür, bir yerde 0,3 - 0,4 volt seviyesinde voltaj dengeleyici görevi görür ve bir yerde bir dedektördür.

Aşağıdaki tabloda günümüzde en yaygın kullanılan düşük güçlü Schottky diyotların parametrelerini görebilirsiniz.