Schottky diodas - charakteristikos, parametrai ir pritaikymas

Diodas yra vienas iš pagrindinių komponentų, dažniausiai naudojamų elektroninių grandinių projektuose, jį paprastai galima rasti lygintuvuose, kirpimo mašinose, spaustukuose ir daugelyje kitų dažniausiai naudojamų grandinių. Tai yra dviejų gnybtų puslaidininkinis įtaisas, leidžiantis srovę tekėti tik viena kryptimi, kuri yra forma nuo anodo iki katodo (nuo + iki -) ir blokuoja srovės srautą atvirkštine kryptimi, ty katodu į anodą. Priežastis, kad ji turi apytiksliai Nulis pasipriešinimas į priekį, o begalinis - priešinga kryptimi. Yra daugybė diodų tipų, kurių kiekvienas turi unikalią savybę ir programas. Mes jau sužinojome apie „Zener“ diodus ir jų veikimą, šiame straipsnyje sužinosime apie dar vieną įdomų diodų tipą, vadinamą „ Schottky“ diodu, ir kaip jis gali būti naudojamas kuriant schemas.

„Schottky“ diodas (pavadintas vokiečių fiziko Walterio H. Schottky vardu) yra dar vienas puslaidininkių diodų tipas, tačiau užuot turėjęs PN sankryžą, „Schottky“ diodas turi metalinio puslaidininkio mazgą, kuris sumažina talpą ir padidina „Schottky“ diodo perjungimo greitį. daro jį kitokį nei kiti diodai. Schottky diodas taip pat turi kitus pavadinimus, tokius kaip paviršiaus barjero diodas, Schottky barjerinis diodas, karštas nešiklis arba karšto elektrono diodas.

Schottky diodo simbolis

„Schottky“ diodo simbolis yra pagrįstas bendruoju diodo simboliu, tačiau užuot turėjęs tiesią liniją, neigiamame diodo gale jis turi S tipo struktūrą, kaip parodyta žemiau. Šis scheminis simbolis gali būti lengvai naudojamas norint atskirti Schottky diodą nuo kitų diodų skaitant grandinės schemą. Straipsnyje mes palyginsime „Schottky“ diodą su įprastu diodu, kad geriau suprastume.

Net pagal fizinę komponento išvaizdą Schottky diodas atrodo panašus į bendrąjį diodą, ir dažnai sunku atskirti, neskaitant jo dalies numerio. Tačiau dažniausiai „Schottky“ diodas pasirodys šiek tiek didesnis nei įprasti diodai, tačiau taip turi būti ne visada. Žemiau parodytas „ Schottky“ diodo prisegamas vaizdas.

Kuo ypatingas „Schottky“ diodas?

Kaip buvo aptarta anksčiau, „Schottky“ diodas atrodo ir veikia labai panašiai kaip bendrasis diodas, tačiau unikalios „Schottky“ diodo savybės yra labai mažas įtampos kritimas ir didelis perjungimo greitis. Norėdami tai geriau suprasti, leiskite prijungti „Schottky“ diodą ir bendrąjį diodą prie identiškos grandinės ir patikrinti, kaip jis veikia.

Ankstesniuose paveikslėliuose turime dvi schottky schottky diodui ir kitą tipišką PN jungties diodą. Šios grandinės bus naudojamos įtampos kritimams diferencijuoti abiejuose dioduose. Taigi kairė grandinė skirta Schottky diodui, o dešinė - tipiniam PN jungties diodui. Abu diodai maitinami 5 V įtampa. Kai srovė praeina iš abiejų diodų, Schottky diodas turi tik 0,3 voltų įtampos kritimą ir palieka 4,7 voltus apkrovai, kita vertus, tipinio PN jungties diodo įtampos kritimas yra 0,7 voltai ir palieka 4,3 voltų apkrovai. Taigi Schottky diodas turi mažesnį įtampos kritimą nei įprastas PN jungties diodas. Išskyrus įtampos kritimą, Schottky diodas taip pat turi keletą kitų privalumų tipiškam PN jungties diodui, pvz., Schottky dioduigreitesnis perjungimo greitis, mažesnis triukšmas ir geresnis našumas nei įprastas PN jungties diodas.

Schottky diodo trūkumai

Jei „Schottky“ diodas pasižymi labai mažu įtampos kritimu ir dideliu perjungimo greičiu, užtikrinančiu geresnį našumą, kam mums tada reikalingi bendrieji PN jungties diodai? Kodėl mes paprasčiausiai nenaudojame Schottky diodo visoms schemoms?

Nors tiesa, kad Schottky diodai yra geresni už PN jungties diodus ir tai pamažu labiau mėgsta PN jungties diodus. Du pagrindiniai „Schottky“ diodo trūkumai yra jo žemos atvirkštinės gedimo įtampos ir didelės atvirkštinės nuotėkio srovės, palyginti su bendruoju diodu. Todėl jis netinka aukštos įtampos perjungimo programoms. Taip pat „Schottky“ diodai yra palyginti brangesni nei įprasti lygintuvo diodai.

Schottky diodas ir lygintuvo diodas

Trumpas PN diodo ir Schottky diodo palyginimas pateiktas žemiau esančioje lentelėje:

PN - jungties diodas	Schottky diodas
PN jungties diodas yra bipolinis įtaisas, tai reiškia, kad srovės laidumas įvyksta tiek dėl mažumos, tiek iš daugumos įkrovos nešėjų.	Skirtingai nuo PN jungties diodo, „Schottky“ diodas yra vienpolis įtaisas, o srovės laidumas vyksta tik dėl daugumos krūvininkų.
PN jungties diodas turi puslaidininkio puslaidininkio jungtį.	Nors Schottky diodas turi metalinę puslaidininkinę jungtį.
PN jungties diodas turi didelį įtampos kritimą.	Schottky diodas turi nedidelį įtampos kritimą.
Dideli valstybės nuostoliai.	Mažai valstybės nuostoliai.
Lėtas perjungimo greitis.	Greitas perjungimo greitis.
Aukšta įjungimo įtampa (0,7 voltai)	Maža įjungimo įtampa (0,2 voltai)
Didelė atvirkštinė blokavimo įtampa	Maža atbulinės eigos blokavimo įtampa
Maža atvirkštinė srovė	Didelė atvirkštinė srovė

Schottky diodo struktūra

„Schottky“ diodai sukonstruoti naudojant metalo ir puslaidininkio sandūrą, kaip parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje. Schottky diodai turi metalinį junginį vienoje sankryžos pusėje ir legiruotą silicį kitoje pusėje, todėl Schottky diodas neturi išeikvojimo sluoksnio. Dėl šios savybės „Schottky“ diodai yra žinomi kaip vienpoliai įtaisai, skirtingai nuo tipinių PN jungties diodų, kurie yra bipoliniai įtaisai.

Pagrindinė Schottky diodo struktūra parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje. Kaip matote paveikslėlyje, Schottky diodas vienoje pusėje turi metalinį junginį, kuris gali būti nuo platinos iki volframo, molibdeno, aukso ir kt., O kitoje pusėje - N tipo puslaidininkį. Sujungus metalo junginį ir N tipo puslaidininkį, jie sukuria metalo ir puslaidininkio sandūrą. Ši sankryža yra žinoma kaip Schottky barjeras. „Schottky“ barjero plotis priklauso nuo metalo ir puslaidininkių medžiagų, naudojamų jungties formavimui, tipo.

Schottky barjeras veikia kitaip nei objektyviai, nei į priekį, nei į priešingą pusę. Esant priekinei šaliai, kai teigiamas akumuliatoriaus gnybtas yra prijungtas prie metalo, o neigiamas gnybtas yra prijungtas prie n tipo puslaidininkio, Schottky diodas leidžia srovę. Tačiau atvirkštinio šališkumo būsenoje, kai teigiamas akumuliatoriaus gnybtas yra sujungtas su n tipo puslaidininkiu, o neigiamas gnybtas yra prijungtas prie metalo, Schottky diodas blokuos srovės srautą. Tačiau jei atvirkštinė įtampa padidėjo virš tam tikro lygio, ji sulaužys barjerą ir srovė pradės tekėti atvirkštine kryptimi, ir tai gali sugadinti komponentus, prijungtus prie Schottky diodo.

Schottky diodo VI charakteristikos

Viena svarbi charakteristika, į kurią reikia atsižvelgti renkantis diodą, yra priekinės įtampos (V) ir priekinės srovės (I) grafikas. Žemiau parodytas populiariausių „Schottky“ diodų 1N5817, 1N5818 ir 1N5819 VI grafikas.

VI Schottky diodo charakteristikos yra labai panašios į tipinį PN jungties diodą. Turėdamas mažą įtampos kritimą nei įprastas PN jungties diodas, Schottky diodas gali sunaudoti mažiau įtampos nei įprastas diodas. Iš aukščiau pateikto grafiko galite pamatyti, kad 1N517 turi mažiausiai įtampos kritimo į priekį, palyginti su kitais dviem, taip pat galima pažymėti, kad įtampos kritimas didėja didėjant srovei per diodą. Net esant 1N517, esant maksimaliai 30A srovei, įtampos kritimas joje gali siekti 2V. Taigi šie diodai paprastai naudojami esant silpnai srovei.

Parametrai, į kuriuos reikia atsižvelgti renkantis „Schottky“ diodą

Kiekvienas dizaino inžinierius turi pasirinkti tinkamą „Schottky“ diodą, atsižvelgdamas į jo taikymo poreikį. Norint ištaisyti konstrukcijas, reikės aukštos įtampos, mažos / vidutinės srovės ir žemo dažnio vardinių diodų. Dėl perjungimo dizaino, dažnio įvertinimas diodo turėtų būti didelis.

Toliau išvardyti keli įprasti ir svarbūs diodo parametrai, kuriuos turėtumėte nepamiršti.

Į priekį įtampos kritimas: įtampa, nukritusi įjungti į priekį nukreiptą diodą, yra priekinės įtampos kritimas. Jis skiriasi priklausomai nuo skirtingų diodų. Manoma, kad Schottky diodui įjungimo įtampa yra maždaug 0,2 V.

Grįžtamojo gedimo įtampa: Konkretus atvirkštinės įtampos dydis, po kurio diodas sugenda ir pradeda veikti atvirkštine kryptimi, vadinamas atvirkštinio gedimo įtampa. Schottky diodo atvirkštinė gedimo įtampa yra apie 50 voltų.

Atvirkštinis atkūrimo laikas: laikas, per kurį diodas perjungiamas iš būsenos arba „ON“ būsenos į atvirkštinę „OFF“ būseną. Svarbiausias skirtumas tarp tipinio PN jungties diodo ir Schottky diodo yra atvirkštinis atkūrimo laikas. Įprastu PN jungties diodu atvirkštinis atkūrimo laikas gali svyruoti nuo kelių mikrosekundžių iki 100 nanosekundžių. „Schottky“ diodai neturi atkūrimo laiko, nes „Schottky“ diodai sandūroje neturi išeikvojimo srities.

Atvirkštinė nuotėkio srovė: srovė, kurią iš puslaidininkio įtaiso nukreipia atvirkščiai, yra atvirkštinė nuotėkio srovė. Schottky diode padidinus temperatūrą, žymiai padidės atvirkštinė nuotėkio srovė.

Schottky diodo programos

Dėl unikalių savybių „Schottky“ diodai elektronikos pramonėje yra daug pritaikomi. Kai kurios programos yra šios:

1. Įtampos prispaudimo / kirpimo grandinės

Bangos formavimo programose dažniausiai naudojamos apkarpymo grandinės ir apkabos grandinės. Turėdamas žemos įtampos kritimo savybę, Schottky diodas yra naudingas kaip užspaudimo diodas.

2. Atbulinės srovės ir išlydžio apsauga

Kaip žinome, Schottky diodas taip pat vadinamas blokavimo diodu, nes jis blokuoja srovės srautą atvirkštine kryptimi; jis gali būti naudojamas kaip apsauga nuo išmetimo. Pavyzdžiui, avarinio žibinto šviesoje Schottky diodas naudojamas tarp superkondensatoriaus ir nuolatinės srovės variklio, kad būtų išvengta superkondensatoriaus išsiskyrimo per nuolatinės srovės variklį.

3. Imties ir palaikymo grandinės

Į priekį nukreiptas Schottky diodas neturi jokių mažumų krūvininkų, todėl jie gali persijungti greičiau nei įprasti PN jungties diodai. Taigi Schottky diodai naudojami, nes jie turi mažesnį perėjimo laiką nuo mėginio į sulaikymo žingsnį, todėl išvestyje gaunamas tikslesnis pavyzdys.

4. Maitinimo lygintuvas

„Schottky“ diodai turi didelį srovės tankį, o mažas priekinės įtampos kritimas reiškia, kad švaistoma mažiau energijos nei įprastas PN jungties diodas, ir tai daro „Schottky“ diodus tinkamesnius galios lygintuvams.

Be to, naudodamiesi nuoroda galite rasti praktinį diodo įgyvendinimą daugelyje grandinių.