Emërtimi i diodës Schottky në tabelë. Dioda Schottky: parimi i funksionimit

Një tjetër mund t'i shtohet familjes së madhe të diodave gjysmëpërçuese të emërtuara sipas emrave të shkencëtarëve që zbuluan efektin e pazakontë. 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 kryqëzimi p-n.

Ashtu si vëllezërit e tjerë të famshëm, dioda Schottky ka gjetur aplikim në elektronikën moderne. Diodë Zener(Dioda Zenner) përdoret kudo në pajisjet e furnizimit me energji dhe stabilizimit në sasi të mëdha. Vëllai i tij jo më pak i famshëm (dioda Gunn), e aftë për të gjeneruar frekuenca gigahertz, përdoret si një analog miniaturë i një klystron ose magnetron.

Ndodhet në fokusin e të gjitha antenave parabolike dhe luan rolin e oshilatorit të parë lokal dhe konvertuesit të frekuencës në sistemet televizive satelitore, radio teleskopët dhe sistemet për marrjen e informacionit telemetrik nga sistemet hapësinore.

Por le të kthehemi te dioda Schottky. Në diagramet e qarkut, një diodë Schottky përshkruhet kështu.

Siç mund ta shihni, imazhi i një diode Schottky 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.

Një diodë e dyfishtë është dy dioda të montuara në një strehë të përbashkët. Terminalet katodë ose anodë të këtyre diodave janë të kombinuara. Prandaj, një diodë e dyfishtë zakonisht ka tre terminale. Furnizimet me rrymë komutuese zakonisht përdorin dioda të dyfishta Schottky me një katodë të përbashkët.

Meqenëse dy dioda vendosen në të njëjtin strehim dhe bëhen në një proces të vetëm teknologjik, parametrat e tyre janë shumë afër. Meqenëse diodat vendosen në një strehim të vetëm, gjatë funksionimit ato janë në të njëjtin regjim të temperaturës. Kjo rrit besueshmërinë e elementit.

Diodat Schottky kanë dy cilësi pozitive: një rënie shumë e ulët e tensionit përpara (0,2-0,4 volt) dhe shpejtësi 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 tensioni rritet më tej, dioda Schottky sillet si një diodë konvencionale ndreqëse silikoni. Tensioni maksimal i kundërt për këto dioda zakonisht nuk i kalon 250 volt.

Pra, një 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!

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 diodës së përdorur tregohet në specifikim.

Disavantazhet e këtyre diodave Schottky përfshijnë faktin se edhe nëse tensioni i kundërt tejkalohet për një kohë të shkurtër, 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 dhe prishja termike ndodh në një rrymë të madhe të kundërt.

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 lejon përdorimin e diodave Schottky në ndreqës pulsues në frekuenca prej qindra kilohertz. Shumë dioda Schottky gjejnë aplikimin e tyre në mikroelektronikën e integruar. Diodat Schottky të bëra duke përdorur nanoteknologjinë përfshihen në qarqet e integruara, ku ato anashkalojnë kryqëzimet e tranzistorit për të përmirësuar performancën.

Diodat Schottky të serisë 1N581x kanë zënë rrënjë në praktikën radio amatore. Këto janë diodat 1N5817, 1N5818, 1N5819. 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) Diodat Schottky kanë shumë pak.

Një tjetër diodë mjaft e njohur Schottky 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 Schottky të serisë SK12 - SK16 për montim në sipërfaqe. Diodat për montimin SMD janë mjaft të vogla në madhësi. Përkundër kësaj, diodat SK12-SK16 mund të përballojnë një rrymë përpara 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 furnizimet 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. Pikërisht në këto furnizime dytësore të energjisë përdoren diodat Schottky. Më të përdorurat janë diodat e dyfishta me një katodë të përbashkët. Është përdorimi i diodave të dyfishta 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. Një diodë 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 rrjedhjen e diodës: 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. Procedura e testimit është e njëjtë si kur testoni një diodë konvencionale. Por edhe këtu ka gracka. Është veçanërisht e vështirë të testosh një diodë "aktuale". Para së gjithash, montimi ose dioda 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, një diodë e gabuar do të tregojë rezistencë infiniteminale në të dy drejtimet, domethënë 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 kundërt të diodës duke përdorur një ohmmetër. Në kufirin "20 kOhm", rezistenca e kundërt e diodës 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 +3.3V dhe +5.0V mund të sigurojë një garanci 100%.

Ku tjetër përdoren diodat Schottky në elektronikë? Ato përdoren gjithashtu në pajisje mjaft ekzotike, të tilla si marrës të rrezatimit alfa dhe beta, detektorë të rrezatimit neutron dhe së fundmi, panelet diellore janë mbledhur në kryqëzimet e pengesave Schottky. Pra, këto pajisje, të cilat nuk janë shumë të njohura në Tokë, furnizojnë anijen me energji elektrike.

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 një fuqi nga 200 vat 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.

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 e 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:

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

Megjithëse është më e preferueshme të përdoren diodat Schottky në ndreqës të fuqishëm të tensionit 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 lejuar 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 përcaktohen pothuajse si një diodë, shihni 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 strehim 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

Minuset

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 përcaktim:

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 manifestohet 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. Megjithatë, nëse radioelementet e madhësive konvencionale përdoren për këtë qëllim, 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.Kanë përmasa 3.2 me 1.6 mm që ju mundëson 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. Është në qarqe të tilla të fuqisë dytësore që pajisjet Schottky përdoren më shpesh. 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 strehim 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 e rregullt ndreqëse silikoni. Tensioni maksimal i kundërt për Schottky zakonisht nuk kalon 250 volt, megjithëse në shitje mund të gjeni mostra të vlerësuara në 1.2 kilovolt (VS-10ETS12-M3).

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 ato 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 nanoteknologjinë 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 të përballojë rrymën përpara 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 furnizimet 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.

Një diodë Schottky është një diodë gjysmëpërçuese, vetitë ndreqëse të së cilës bazohen në përdorimin e një lidhjeje elektrike korrigjuese midis një metali dhe një gjysmëpërçuesi

Efekti Schottky ndodh kur një metal bie në kontakt me një material gjysmëpërçues. Diodat më të vjetra (diodat me pika) përdornin një majë metalike. Në një metal, kur bie në kontakt me një gjysmëpërçues, formohet një zonë e ngarkesës hapësinore, e cila lejon që rryma të rrjedhë në një drejtim, por nuk e lejon atë të kalojë në tjetrin. Diodat Schottky janë një zhvillim i kësaj teknologjie. Diodat moderne Schottky kanë strukturën e treguar në Fig. 1

Fig. 1 Struktura e një diode moderne Schottky

Kryqëzimi i ndreqësit krijohet nga një shtresë metali (zakonisht ari, platini, alumini ose paladiumi) i depozituar në sipërfaqen e një gjysmëpërçuesi pak të dopuar. Metali i përdorur dhe niveli i lidhjes ndikojnë në karakteristikat e korrigjimit. Vetia e drejtimit ndodh për shkak të ndryshimit në nivelet e energjisë të materialeve. Ana e pasme e gjysmëpërçuesit është më shumë e dopuar, dhe kontakti në anën e pasme quhet omik, pasi nivelet e energjisë së materialeve janë shumë afër dhe zona e kontaktit i ngjan një rezistence në vetitë e saj. Rryma rrjedh nëpër diodën Schottky për shkak të faktit se, nën ndikimin e tensionit të paragjykimit të kryqëzimit p-n, elektronet në metal kapërcejnë pengesën potenciale. Prandaj, diodat Schottky quhen gjithashtu dioda bartëse "të nxehta".

A)

b)

V)

G)

d)

Figura 2. Diagrami i një kontakti metal-gjysmëpërçues (a) dhe diagrami i tij i energjisë në paragjykim zero (b), përpara (d) dhe kundërt (e)

Le të shqyrtojmë veçoritë e funksionimit të një diode me një pengesë Schottky bazuar në kontaktin metalik me një gjysmëpërçues të tipit n për rastin kur funksioni i punës së metalit është më i madh se funksioni i punës së gjysmëpërçuesit (Figura 2 a). Kur formohet një kontakt, elektronet lëvizin nga një material me një funksion më të ulët pune në një material me një funksion më të lartë pune, duke bërë që nivelet Fermi të metalit dhe gjysmëpërçuesit të rreshtohen. Në këtë rast, gjysmëpërçuesi ngarkohet pozitivisht, dhe fusha e brendshme elektrike që rezulton parandalon kalimin e elektroneve në metal. Një ndryshim potencial kontakti Uk = Ap-Am lind midis metalit dhe gjysmëpërçuesit (Ap dhe Am janë funksionet e punës së gjysmëpërçuesit dhe metalit, përkatësisht).

Për shkak të ndryshimit në funksionet e punës së metalit dhe gjysmëpërçuesit, elektronet shkëmbehen ndërmjet tyre. Elektronet nga një gjysmëpërçues, i cili ka një funksion pune më të ulët, transferohen në një metal me funksion më të lartë pune. Në gjendjen e ekuilibrit (Fig. 2 a), metali është i ngarkuar negativisht, duke rezultuar në një fushë elektrike që ndalon tranzicionin uniform të elektroneve.

Për shkak të ndryshimit të mprehtë në përqendrimet e elektroneve të lira në të dy anët e kontaktit, pothuajse e gjithë rënia e tensionit ndodh në rajonin afër kontaktit të gjysmëpërçuesit. Një tension i jashtëm i aplikuar ndryshon lartësinë e barrierës vetëm në anën e gjysmëpërçuesit. Elektronet e brezit të përcjelljes zmbrapsen nga fusha e kontaktit që rezulton. Krijohet një shtresë e varfëruar me një përqendrim të reduktuar të transportuesve celularë. Pranë kontaktit, për shkak të lakimit të kufijve të brezit, gjysmëpërçuesi i tipit n shndërrohet në gjysmëpërçues të tipit p.

Shpërndarja e fushës elektrike (Fig. 2c) dhe e ngarkesës hapësinore në këtë rast përshkruhet nga të njëjtat ekuacione si për një kryqëzim të papritur p-n. Në një gjysmëpërçues, një rajon duket i varfëruar nga shumica e transportuesve të ngarkesës me përçueshmëri të reduktuar, gjerësia e të cilave varet nga niveli i dopingut të gjysmëpërçuesit. Në një gjendje ekuilibri, rrjedha e elektroneve (bartësit më të shumtë të gjysmëpërçuesit) në metal balancohet nga rrjedha e elektroneve nga metali në gjysmëpërçues.

Me paragjykim përpara (Fig. 2d), pengesa potenciale në anën e gjysmëpërçuesit zvogëlohet dhe numri i kalimeve të elektroneve në metal rritet. Me paragjykim të kundërt (Fig. 2e), përkundrazi, rryma nga gjysmëpërçuesi zvogëlohet, duke u prirur në zero me rritjen e tensionit. Rryma e elektroneve nga metali mbetet e pandryshuar gjatë gjithë kohës: roli i saj është i parëndësishëm gjatë kalimit të rrymës përpara, dhe gjithashtu përcakton rrymën e rrjedhjes gjatë paragjykimit të kundërt. Madhësia e kësaj rryme të kundërt në pajisjet me një pengesë Schottky është e rendit të disa mikroamps.

Në kontaktet reale, një varësi lineare e lartësisë së pengesës nga funksioni i punës së metalit vërehet rrallë për shkak të faktit se ka ngarkesa sipërfaqësore në sipërfaqen e gjysmëpërçuesit për shkak të papërsosmërisë së tij. Kur depozitohet një metal, një ngarkesë e tillë sipërfaqësore kontrollon ndikimin e metalit, si rezultat i së cilës lartësia e pengesës së mundshme përcaktohet kryesisht nga gjendja e sipërfaqes së gjysmëpërçuesit. Për më tepër, vetitë e kontaktit metal-gjysmëpërçues ndikohen nga rrymat e rrjedhjes, rrymat e gjenerimit - rikombinimi i bartësve të ngarkesës në rajonin e varfërimit dhe mundësia e tunelit të elektroneve në rastin e një gjysmëpërçuesi shumë të dopuar.

Në një diodë Schottky, nuk ka akumulim të bartësve të ngarkesës së pakicës në rajonet e diodës nën tensionin përpara dhe nuk ka resorbim të kësaj ngarkese kur ndryshon shenja e tensionit. Kjo përmirëson performancën e diodës, d.m.th., vetitë e frekuencës dhe pulsit. Koha e rikuperimit të rezistencës së kundërt me një diodë Schottky duke përdorur silikon dhe ar është afërsisht 10 ns ose më pak.

Avantazhi i diodës Schottky në nivelin aktual të teknologjisë është gjithashtu se karakteristika e saj e tensionit aktual rezulton të jetë shumë afër karakteristikës së një kryqëzimi të idealizuar p-n.

Rryma në një material gjysmëpërçues është rrjedha e elektroneve. Elektronet janë bartësit kryesorë të ngarkesës dhe shpejtësia e rrjedhës aktuale është më e lartë se në materialin p të një diode planare. Prandaj, diodat Schottky janë më të shpejtat nga të gjitha diodat. Meqenëse nuk ka transportues të ngarkesës së vogël në rajonin e kryqëzimit, dioda fiket sapo tensioni i aplikuar të bjerë në zero. Megjithatë, procesi i ngarkimit të kapacitetit të kryqëzimit shkakton rrjedhjen e rrymës së kundërt. Kjo kapacitet është shumë e vogël, prandaj rryma e kundërt është jashtëzakonisht e ulët. Diodat Schottky kanë pothuajse zero kohë rikuperimi përpara dhe të kundërt, sepse përçueshmëria e tyre është e pavarur nga transportuesit e ngarkesës së pakicës.

Rënia e tensionit përpara të një diode silikoni Schottky është shumë e vogël, zakonisht në rendin prej 0,2...0,45 V. Rënia e tensionit është proporcionale me tensionin maksimal të kundërt. Për shembull, rënia e tensionit në një diodë me një tension të kundërt 10 V mund të jetë deri në 0,3 V. Sa më i lartë të jetë tensioni maksimal i kundërt dhe vlerësimi i rrymës, aq më e madhe është rënia e tensionit përpara për shkak të rritjes së trashësisë së shtresës n. Një diodë me një kufi më të lartë të temperaturës ka një rënie më të lartë të tensionit përpara, e cila zvogëlohet me uljen e temperaturës së kryqëzimit. Ky koeficient negativ i temperaturës së rrymës redukton shpërndarjen e fuqisë, por e bën më të vështirë diodat paralele.

Për shumë lloje diodash (të tilla si korrigjimi i diodave planare me frekuencë të ulët, diodave pulsuese, etj.), procesi kryesor fizik që kufizon diapazonin e frekuencës së funksionimit ishte procesi i akumulimit dhe resorbimit të bartësve të ngarkesës së pakicës në bazën e diodës. Një tjetër proces fizik - rikarikimi i kapacitetit pengues të kryqëzimit elektrik korrigjues - ishte i një rëndësie dytësore në diodat e konsideruara dhe ndikoi në vetitë e tyre të frekuencës vetëm në kushte të caktuara. Prandaj, u parashtruan kërkesa për teknologjinë e projektimit dhe prodhimit të diodave, përmbushja e të cilave do të siguronte resorbimin e përshpejtuar të transportuesve të ngarkesës së pakicës të grumbulluar në bazë gjatë veprimit të tensionit të drejtpërdrejtë. Është e qartë se nëse përjashtojmë injektimin e transportuesve të ngarkesës së pakicës gjatë funksionimit të diodës, atëherë nuk do të kishte akumulim të këtyre transportuesve të pakicës në bazë dhe, rrjedhimisht, një proces relativisht i ngadaltë i resorbimit të tyre. Këtu mund të rendisim disa mundësi për të eliminuar pothuajse plotësisht injektimin e transportuesve të ngarkesës së pakicës duke ruajtur vetitë ndreqëse të diodave gjysmëpërçuese.

1. Përdorni si kryqëzim elektrik ndreqës (heterounksion), d.m.th. një tranzicion elektrik i formuar si rezultat i kontaktit të gjysmëpërçuesve me boshllëqe të ndryshme brezash. Injektimi i bartësve të pakicës gjatë ndërrimit të drejtpërdrejtë do të mungojë nëse plotësohen një sërë kushtesh dhe, veçanërisht, nëse lloji i përçueshmërisë elektrike të gjysmëpërçuesve që formojnë heterobashkimin është i njëjtë. Kjo metodë e eliminimit të injektimit të transportuesve të ngarkesës së pakicës nuk ka gjetur ende aplikim të gjerë në prodhimin industrial të diodave gjysmëpërçuese me një kristal për shkak të vështirësive teknologjike.

2. Përdorimi i efektit të tunelit për t'u drejtuar.

3. Diodat përmbysëse, d.m.th. duke përdorur vetëm degën e kundërt të karakteristikës së tensionit të rrymës së bashku me seksionin që korrespondon me prishjen e ortekut për korrigjim. Kjo metodë nuk ka gjetur aplikim për shkak të nevojës për të patur tensionin e vet të paragjykimit për secilën diodë, pothuajse të barabartë me tensionin e prishjes. Përveç kësaj, në fazën fillestare të prishjes së ortekëve, zhurma shfaqet në diodë.

4. Përdorimi i një kryqëzimi Schottky ndreqës, d.m.th. një kryqëzim elektrik korrigjues i formuar si rezultat i kontaktit midis një metali dhe një gjysmëpërçuesi. Në një tranzicion të tillë, lartësia e pengesës së mundshme për elektronet dhe vrimat mund të ndryshojë ndjeshëm. Prandaj, kur një kryqëzim Schottky ndreqës ndizet në drejtimin përpara, lind një rrymë përpara për shkak të lëvizjes së shumicës së transportuesve të ngarkesës së gjysmëpërçuesit në metal, dhe bartësit e një shenje tjetër (pakica për gjysmëpërçuesin) praktikisht nuk mund të kalojnë nga metali në gjysmëpërçues për shkak të pengesës së lartë potenciale për ta në kryqëzim.

Kështu, bazuar në kryqëzimin Schottky ndreqës, mund të krijohen dioda gjysmëpërçuese ndreqëse, pulsuese dhe me frekuencë ultra të lartë, të cilat ndryshojnë nga diodat me një kryqëzim p-n në vetitë më të mira të frekuencës.

Diodat ndreqëse Schottky

Karakteristikat e frekuencës së diodave Schottky duhet të ndikohen kryesisht nga koha e rimbushjes së kapacitetit të kryqëzimit të pengesës. Konstanta e kohës së rimbushjes varet gjithashtu nga rezistenca e bazës së diodës. Prandaj, është më e përshtatshme të krijohet një kryqëzim ndreqës Schottky në një kristal gjysmëpërçues me përçueshmëri elektrike të tipit n - lëvizshmëria e elektroneve është më e madhe se lëvizshmëria e vrimave. Për të njëjtën arsye, përqendrimi i papastërtive në kristalin gjysmëpërçues duhet të jetë i lartë.

Sidoqoftë, trashësia e pengesës së mundshme Schottky që shfaqet në gjysmëpërçuesin pranë ndërfaqes me metalin duhet të jetë mjaft e madhe. Vetëm me një trashësi të madhe të pengesës së mundshme (kryqëzimi Schottky) do të jetë e mundur, së pari, të eliminohet mundësia e tunelit të transportuesit të ngarkesës përmes pengesës së mundshme, së dyti, të merren vlera të mjaftueshme të tensionit të prishjes dhe, së treti, të merrni vlera më të ulëta të kapacitetit pengues specifik (për njësi sipërfaqe) të kryqëzimit. Dhe trashësia e kryqëzimit ose pengesës së mundshme varet nga përqendrimi i papastërtive në gjysmëpërçues: sa më i lartë të jetë përqendrimi i papastërtive, aq më i hollë është tranzicioni. Kjo nënkupton kërkesën e kundërt për një përqendrim më të ulët të papastërtive në gjysmëpërçues.

Marrja parasysh e këtyre kërkesave kontradiktore për përqendrimin e papastërtive në gjysmëpërçuesin origjinal çon në nevojën për të krijuar një bazë diodë Schottky me dy shtresa (Fig. 3). Pjesa kryesore e kristalit - nënshtresa me trashësi rreth 0.2 mm - përmban një përqendrim të lartë të papastërtive dhe ka rezistencë të ulët. Një shtresë e hollë me një kristal të të njëjtit gjysmëpërçues (disa mikrometra e trashë) me të njëjtën përçueshmëri elektrike të tipit n mund të merret në sipërfaqen e nënshtresës duke përdorur metodën e rritjes epitaksiale. Përqendrimi i dhuruesit në shtresën epitaksiale duhet të jetë dukshëm më i vogël se përqendrimi i dhuruesit në substrat.

Oriz. 3. Opsionet për strukturat e diodave Schottky me një bazë me dy shtresa

Arsenidi i silikonit ose i galiumit mund të përdoret si material gjysmëpërçues burimor për diodat ndreqëse Schottky. Sidoqoftë, në shtresat epitaksiale të arsenidit të galiumit nuk është ende e mundur të arrihet një përqendrim i ulët i defekteve dhe një përqendrim mjaft i ulët i donatorëve. Prandaj, voltazhi i prishjes së diodave Schottky të bazuara në arsenidin e galiumit është i ulët, gjë që është një disavantazh i rëndësishëm për diodat ndreqës.

Një elektrodë metalike zakonisht aplikohet në shtresën epitaksiale të një gjysmëpërçuesi me avullim në vakum, e ndjekur nga depozitimi në sipërfaqen e shtresës epitaksiale. Para se të aplikoni një elektrodë metalike, këshillohet të krijoni dritare në shtresën e oksidit në sipërfaqen e gjysmëpërçuesit duke përdorur fotolitografi. Kjo e bën më të lehtë marrjen e një kryqëzimi Schottky korrigjues të zonës dhe konfigurimit të kërkuar.

Është e preferueshme të prodhohen dioda ndreqës me frekuencë të ulët me një kryqëzim p-n. Diodat ndreqëse Schottky në rajonin me frekuencë të ulët mund të kenë në të ardhmen një avantazh ndaj diodave me kryqëzim pn për shkak të lehtësisë së prodhimit.

Diodat Schottky duhet të kenë përparësitë më të mëdha ndaj diodave të kryqëzimit p-n kur korrigjojnë rryma të mëdha me frekuencë të lartë. Këtu, përveç vetive më të mira të frekuencës së diodave Schottky, duhet të theksohen karakteristikat e mëposhtme: tension më i ulët përpara për shkak të lartësisë më të ulët të pengesës së mundshme për transportuesit kryesorë të ngarkesës së gjysmëpërçuesit; një densitet i madh maksimal i lejueshëm i rrymës përpara, i cili shoqërohet, së pari, me një tension më të ulët përpara dhe, së dyti, me largim të mirë të nxehtësisë nga kryqëzimi ndreqës Schottky. Në të vërtetë, shtresa metalike e vendosur në njërën anë të kryqëzimit Schottky është superiore në përçueshmëri termike ndaj çdo shtrese gjysmëpërçuese shumë të dopuar. Për të njëjtat arsye, diodat ndreqëse Schottky duhet t'i rezistojnë mbingarkesave të rrymës dukshëm më të larta në krahasim me diodat e ngjashme të kryqëzimit p-n të bazuara në të njëjtin material gjysmëpërçues.

Një tipar tjetër i diodave Schottky është idealiteti i degës së drejtpërdrejtë të karakteristikës së tensionit aktual. Në këtë rast, me një ndryshim në rrymën e përparme brenda disa rendeve të madhësisë, varësia është afër lineare, ose nuk shfaqen shumëzues shtesë në eksponent kur ndryshon rryma. Duke pasur parasysh këtë veçori, diodat Schottky mund të përdoren si elementë logaritmikë me shpejtësi të lartë.

Në Fig. Figura 4 tregon karakteristikat e tensionit të rrymës së një diode silikoni Schottky 2D219, e projektuar për një rrymë maksimale të lejueshme përpara prej 10 A. Tensioni përpara në diodë në një rrymë maksimale të lejueshme përpara nuk është më shumë se 0,6 V, voltazhi maksimal i lejueshëm i kundërt për një diodë 2D219B është 20 V. Këto dioda lejojnë kalimin e impulseve të rrymës me kohëzgjatje deri në 10 ms me një periudhë përsëritjeje të paktën 10 min me një amplitudë 25 herë më të madhe se rryma maksimale e lejueshme përpara. Diodat janë projektuar për një frekuencë të korrigjuar të rrymës prej 0.2 MHz.

pajisje diodike gjysmëpërçues schottky

Oriz. 4. Karakteristikat I-V të diodës Schottky silic 2D219 në temperatura të ndryshme

Diodat e pulsit Schottky.

Materiali burimor gjysmëpërçues për këto dioda mund të jetë, si për diodat ndreqëse Schottky, silikoni ose arsenid galiumi. Por preferenca këtu duhet t'i jepet arsenidit të galiumit, pasi në këtë material jetëgjatësia e transportuesve të ngarkesës së pakicës mund të jetë më e vogël se s. Megjithë mungesën virtuale të injektimit të transportuesve të pakicës së ngarkesës përmes kryqëzimit Schottky kur ai ndizet në drejtimin përpara (i cili u vu re tashmë më herët), në tensione të larta përpara dhe densitet të rrymës së përparme, natyrisht, ekziston një përbërës i përpara. rryma e lidhur me injektimin e bartësve të ngarkesës së pakicës në gjysmëpërçues. Prandaj, kërkesa për një jetëgjatësi të shkurtër të bartësve të pakicës në materialin origjinal gjysmëpërçues mbetet për diodat Schottky pulsuese.

Disavantazhi kryesor i diodave Schottky është rryma e madhe e rrjedhjes së kundërt. Ka një varësi eksponenciale nga temperatura dhe rritet me rritjen e temperaturës dhe tensionin e kundërt. Rryma maksimale e rrjedhjes përcaktohet nga teknologjia e prodhimit të diodës. Sa më i lartë të jetë voltazhi i kundërt nominal i deklaruar i diodës dhe temperatura maksimale e kryqëzimit, aq më e ulët është rrjedhja.

Faqja 1 nga 3

Siç tregojnë statistikat aktuale për dështimet e furnizimit me energji të sistemit modern, numri më i madh i gabimeve ndodhin në qarqet dytësore të furnizimit me energji elektrike. Dështimet e çelsave të tranzistorit të energjisë (mosfunksionimi më tipik i furnizimit me energji elektrike të gjeneratave të mëparshme) janë jashtëzakonisht të rralla sot, gjë që është një tregues i sukseseve që janë arritur gjatë pesë viteve të fundit nga prodhuesit e elektronikës gjysmëpërçuese të energjisë. Një nga komponentët më problematikë të furnizimeve moderne të energjisë janë ndreqësit sekondarë të bazuar në diodat Schottky, gjë që është për shkak të rrymave të mëdha të daljes së furnizimit me energji elektrike. Ishte shkalla e lartë e dështimit të diodave Schottky që u bë baza për shfaqjen e këtij botimi në faqet e revistës sonë.

Dioda Schottky (e emëruar sipas fizikanit gjerman Walter Schottky) është një diodë gjysmëpërçuese me një rënie të tensionit të ulët kur lidhet drejtpërdrejt. Diodat Schottky përdorin një bashkim metal-gjysmëpërçues si një pengesë Schottky (në vend të një kryqëzimi pn si diodat konvencionale). Tensioni i kundërt i lejuar i diodave Schottky të prodhuara në mënyrë industriale është i kufizuar në 250 V (MBR40250 dhe analoge); në praktikë, shumica e diodave Schottky përdoren në qarqet me tension të ulët me një tension të kundërt të rendit të disa dhe disa dhjetëra volt.

Përparësitë e diodave Schottky

Ndërsa diodat konvencionale të silikonit kanë një rënie të tensionit përpara prej rreth 0,6 - 0,7 V, përdorimi i diodave Schottky lejon që kjo vlerë të reduktohet në 0,2 - 0,4 V. Një rënie e tillë e ulët e tensionit përpara është karakteristikë vetëm për diodat Schottky me një tension maksimal të kundërt. të rendit të dhjetëra volt. Në tensione të larta të kundërta, rënia përpara bëhet e krahasueshme me atë të diodave të silikonit, gjë që kufizon përdorimin e diodave Schottky në qarqet me tension të ulët. Për shembull, për një diodë të energjisë Schottky 30Q150 me tensionin maksimal të mundshëm të kundërt (150 V) me një rrymë përpara prej 15 A, rënia e tensionit normalizohet në një nivel nga 0,75 V (T = 125 ° C) në 1,07 V (T = -55°C).

Pengesa Schottky gjithashtu ka një kapacitet më të ulët elektrik të kryqëzimit, gjë që bën të mundur rritjen e ndjeshme të frekuencës së funksionimit të diodës. Kjo veti përdoret në qarqet e integruara, ku diodat Schottky shmangin kalimet e tranzistorëve të elementeve logjike. Në elektronikën e energjisë, kapaciteti i ulët i kryqëzimit (d.m.th., koha e shkurtër e rikuperimit) lejon që të ndërtohen ndreqës që funksionojnë në frekuenca qindra kHz dhe më të larta. Për shembull, dioda MBR4015 (15 V, 40 A), e optimizuar për korrigjim me frekuencë të lartë, është vlerësuar të funksionojë me dV/dt deri në 1000 V/ms.

Për shkak të karakteristikave më të mira të kohës dhe kapaciteteve të vogla të kryqëzimit, ndreqësit e bazuar në diodat Schottky ndryshojnë nga ndreqësit tradicionalë të diodës në nivelin e tyre të reduktuar të zhurmës, gjë që i bën ata më të preferuar për përdorim në furnizimin me energji elektrike për pajisjet analoge dhe dixhitale.

Disavantazhet e diodave Schottky

Së pari, nëse tensioni maksimal i kundërt tejkalohet për një kohë të shkurtër, dioda Schottky dështon në mënyrë të pakthyeshme, ndryshe nga diodat e silikonit, të cilat kalojnë në modalitetin e prishjes së kundërt dhe me kusht që fuqia maksimale e shpërndarë në diodë të mos tejkalohet, pas një rënie të tensionit, dioda rikthehet plotësisht. vetitë e tij.

Së dyti, diodat Schottky karakterizohen nga rryma të kundërta të rritura (në raport me diodat konvencionale të silikonit), të cilat rriten me rritjen e temperaturës së kristalit. Për 30Q150 më lart, rryma e kundërt në tensionin maksimal të kundërt varion nga 0,12 mA në +25°C në 6,0 mA në +125°C. Për diodat me tension të ulët në paketat TO-220, rryma e kundërt mund të kalojë qindra miliamps (MBR4015 - deri në 600 mA në +125°C). Në kushte të pakënaqshme të shpërndarjes së nxehtësisë, reagimet pozitive të nxehtësisë në diodën Schottky çojnë në mbinxehjen e saj katastrofike.

Karakteristika e rrymës-tensionit të pengesës Schottky (Fig. 1) ka një pamje të theksuar asimetrike. Në rajonin e paragjykimit përpara, rryma rritet në mënyrë eksponenciale me rritjen e tensionit të aplikuar. Në rajonin e paragjykimit të kundërt, rryma nuk varet nga voltazhi. Në të dyja rastet, me paragjykim përpara dhe të kundërt, rryma në pengesën Schottky është për shkak të shumicës së transportuesve të ngarkesës - elektroneve.

Për këtë arsye, diodat e bazuara në pengesën Schottky janë pajisje me veprim të shpejtë, pasi atyre u mungojnë proceset e rikombinimit dhe difuzionit. Asimetria e karakteristikës së tensionit aktual të pengesës Schottky është tipike për strukturat penguese. Varësia e rrymës nga tensioni në struktura të tilla është për shkak të një ndryshimi në numrin e transportuesve që marrin pjesë në proceset e transferimit të ngarkesës. Roli i tensionit të jashtëm është të ndryshojë numrin e elektroneve që kalojnë nga një pjesë e strukturës së pengesës në tjetrën.

Diodat Schottky në furnizimin me energji elektrike

Në furnizimin me energji të sistemit, diodat Schottky përdoren për të korrigjuar rrymën e kanaleve +3.3V dhe +5V dhe, siç dihet, rrymat e daljes së këtyre kanaleve arrijnë në dhjetëra amper, gjë që çon në nevojën për t'u marrë shumë seriozisht. çështjet e performancës së ndreqësit dhe reduktimin e humbjeve të tyre të energjisë. Zgjidhja e këtyre çështjeve mund të rrisë ndjeshëm efikasitetin e furnizimit me energji dhe të rrisë besueshmërinë e transistorëve të energjisë në pjesën kryesore të furnizimit me energji elektrike.

Pra, për të reduktuar humbjet dinamike të komutimit dhe për të eliminuar mënyrën e qarkut të shkurtër gjatë ndërrimit, në kanalet më të larta të rrymës (+3.3V dhe +5V), ku këto humbje janë më të rëndësishme, diodat Schottky përdoren si elementë ndreqës. Përdorimi i diodave Schottky në këto kanale është për shkak të konsideratave të mëposhtme:

1) Dioda Schottky është një pajisje pothuajse pa inerci me një kohë shumë të shkurtër rikuperimi të rezistencës së kundërt, e cila çon në një ulje të rrymës dytësore të kundërt dhe në një ulje të rrymës së rritjes përmes kolektorëve të tranzistorëve të energjisë së primarit. pjesë në momentin që dioda ndërron. Kjo zvogëlon ndjeshëm ngarkesën në transistorët e energjisë, dhe, si rezultat, rrit besueshmërinë e furnizimit me energji elektrike.

2) Rënia e tensionit përpara në diodën Shockey është gjithashtu shumë e vogël, e cila me një vlerë aktuale prej 15–30 A siguron një fitim të konsiderueshëm në efikasitet.

Meqenëse në furnizimet moderne të energjisë, kanali i tensionit +12V gjithashtu bëhet shumë i fuqishëm, përdorimi i diodave Schottky në këtë kanal do të jepte gjithashtu një efekt të rëndësishëm energjie, por përdorimi i tyre në kanalin +12V është jopraktik. Kjo për faktin se kur tensioni i kundërt tejkalon 50 V (dhe në kanalin +12 V tensioni i kundërt mund të arrijë 60 V), diodat Schottky fillojnë të kalojnë dobët (shumë të gjata dhe në të njëjtën kohë lindin rryma të konsiderueshme të rrjedhjes së kundërt), të cilat çon në humbjen e të gjitha avantazheve të aplikimeve të tyre. Prandaj, diodat e pulsit të silikonit me shpejtësi të lartë përdoren në kanalin +12V. Edhe pse industria tani prodhon dioda Schottky me tension të lartë të kundërt, përdorimi i tyre në furnizimin me energji konsiderohet i papërshtatshëm për arsye të ndryshme, përfshirë ato ekonomike. Por ka përjashtime nga çdo rregull, kështu që në furnizimet individuale të energjisë mund të gjeni asambletë e diodës Schottky në kanalet +12V.

Në furnizimin me energji të sistemit modern për kompjuterë, diodat Schottky janë, si rregull, montime diodash të dy diodave (gjysmë ura diodash), gjë që rrit qartë aftësinë dhe kompaktësinë e furnizimit me energji elektrike, dhe gjithashtu përmirëson kushtet e ftohjes së diodave. Përdorimi i diodave individuale (Fig. 2), në vend të montimeve të diodave, tani është një tregues i një furnizimi me energji me cilësi të ulët.

Asambletë e diodave prodhohen kryesisht në tre lloje paketash (Fig. 3):

TO-220 (montime më pak të fuqishme me rryma funksionimi deri në 20 A, ndonjëherë deri në 25-30 A);

TO-247 (montazhe më të fuqishme me rryma funksionimi 30 - 40 A);

TO-3P (montim të fuqishëm).

Qarku elektrik dhe baza e montimit të diodës Schottky janë paraqitur në (Fig. 4).

Karakteristikat elektrike të montimeve të diodave më të përdorura në furnizimin me energji të sistemit modern janë paraqitur në tabelë. 1.

Këmbyeshmëria e montimeve të diodave përcaktohet në bazë të karakteristikave të tyre. Natyrisht, nëse është e pamundur të përdoret një montim diodë me saktësisht të njëjtat karakteristika, është më mirë ta zëvendësoni atë me një pajisje me vlera më të larta të rrymës dhe tensionit. Përndryshe, do të jetë e pamundur të garantohet funksionimi i qëndrueshëm i furnizimit me energji elektrike. Ka raste kur prodhuesit përdorin montime diodash në furnizimin me energji elektrike me një rezervë të konsiderueshme të energjisë (megjithëse më shpesh vërejmë situatën e kundërt), dhe gjatë riparimeve është e mundur të instaloni një pajisje me vlera më të ulëta të rrymës ose tensionit. Sidoqoftë, me një zëvendësim të tillë, është e nevojshme të analizohen me kujdes karakteristikat e furnizimit me energji elektrike dhe ngarkesa e tij, dhe e gjithë përgjegjësia për pasojat e një modifikimi të tillë, natyrisht, bie mbi supet e specialistit që kryen riparimin.

Manifestimi i defekteve në diodat Schottky

Siç është përmendur tashmë, dështimi i diodave Schottky është një nga problemet kryesore të furnizimit me energji elektrike moderne. Pra, cilat shenja paraprake mund të përdoren për të përcaktuar me sa duket mosfunksionimin e tyre? Ka disa shenja të tilla.

Së pari, në rast të prishjeve dhe rrjedhjeve të diodave ndreqës sekondare, si rregull, mbrojtja aktivizohet dhe furnizimi me energji elektrike nuk fillon. Kjo mund të shfaqet në mënyra të ndryshme:

1) Kur furnizimi me energji elektrike është i ndezur, tifozi "dridhet", domethënë bën disa rrotullime dhe ndalon; Pas kësaj, tensionet e daljes mungojnë plotësisht, d.m.th. furnizimi me energji elektrike është i bllokuar.

2) Pas ndezjes së furnizimit me energji, tifozi "dridhet" vazhdimisht, mund të vërehen valëzime të tensionit në daljet e furnizimit me energji elektrike, d.m.th. mbrojtja aktivizohet periodikisht, por furnizimi me energji elektrike nuk është plotësisht i bllokuar.

3) Një shenjë e një mosfunksionimi të diodave Schottky është ngrohja jashtëzakonisht e fortë e radiatorit sekondar në të cilin janë instaluar.

4) Një shenjë e rrjedhjes së diodave Schottky mund të jetë mbyllja spontane e furnizimit me energji elektrike, dhe për rrjedhojë e kompjuterit, kur ngarkesa rritet (për shembull, kur ekzekutoni programe që sigurojnë ngarkesën e procesorit 100%), si dhe pamundësia për të nisur kompjuteri pas një "përmirësimi", megjithëse fuqia e furnizimit me energji elektrike është e mjaftueshme.

Për më tepër, është e nevojshme të kuptohet se në furnizimet me energji elektrike me dizajn të dobët dhe të konceptuar keq të qarkut, rrjedhja e diodave ndreqës çon në mbingarkesa të qarkut primar dhe në rritje të rrymës përmes transistorëve të energjisë, të cilat mund të shkaktojnë dështimin e tyre. Kështu, një qasje profesionale për riparimin e furnizimit me energji dikton një kontroll të detyrueshëm të diodave ndreqës sekondar sa herë që zëvendësohen transistorët-çelsat e energjisë të pjesës kryesore të furnizimit me energji elektrike.

Diagnostifikimi i diodave Schottky

Testimi dhe diagnostikimi i saktë i diodave Schottky, në praktikë, është një detyrë mjaft e vështirë, pasi shumë këtu përcaktohet nga lloji i instrumentit matës të përdorur dhe përvoja e matjeve të tilla, megjithëse përcakton ndarjen e zakonshme të një ose dy diodave të një diode Schottky. montimi nuk është veçanërisht i vështirë. Për ta bërë këtë, duhet të shkëputni montimin e diodës dhe të kontrolloni të dy diodat me një testues sipas diagramit në Fig. 5. Për një diagnozë të tillë, testuesi duhet të vendoset në modalitetin e testimit të diodës. Një diodë e gabuar do të tregojë të njëjtën rezistencë në të dy drejtimet (zakonisht shumë e vogël, d.m.th. do të tregojë një qark të shkurtër), gjë që tregon papërshtatshmërinë e saj për përdorim të mëtejshëm. Sidoqoftë, prishjet e dukshme të montimeve të diodave janë shumë, shumë të rralla në praktikë.

Oriz. 5

Në thelb, ju duhet të merreni me rrjedhjet (dhe shpesh rrjedhjet termike) të diodave Schottky. Por rrjedhjet nuk mund të zbulohen në këtë mënyrë. Kur testohet me një testues në modalitetin "diodë", një diodë "me rrjedhje" është në shumicën dërrmuese të rasteve plotësisht funksionale. Saktësia e garantuar e diagnostikimit, sipas mendimit tonë, mund të arrihet vetëm duke zëvendësuar diodën me një pajisje të ngjashme të njohur.

Por megjithatë, mund të përpiqeni të identifikoni një diodë "të dyshimtë" duke përdorur një teknikë që përfshin matjen e rezistencës së kryqëzimit të saj të kundërt. Për ta bërë këtë, ne nuk do të përdorim mënyrën e testimit të diodës, por një ohmmetër të rregullt.

Kujdes! Kur përdorni këtë teknikë, duhet mbajtur mend se testues të ndryshëm mund të japin lexime të ndryshme, gjë që shpjegohet nga ndryshimet në vetë testuesit.

Pra, vendosim kufirin e matjes në një vlerë dhe matim rezistencën e kundërt të diodës (Fig. 6). Siç tregon praktika, diodat e shërbimit në këtë kufi të matjes duhet të tregojnë rezistencë pafundësisht të lartë.

Nëse matja zbulon një rezistencë, zakonisht të vogël, (2-10 kOhm), atëherë një diodë e tillë mund të konsiderohet "shumë e dyshimtë" dhe është më mirë ta zëvendësoni atë, ose të paktën ta kontrolloni duke përdorur metodën e zëvendësimit. Nëse kontrolloni në kufirin e matjes, atëherë edhe diodat e shërbimit mund të tregojnë shumë pak rezistencë në drejtim të kundërt (njësi dhe dhjetëra kOhms), prandaj rekomandohet përdorimi i kufirit. Natyrisht, në intervale të mëdha matëse (2 MΩ, 20 MΩ, etj.), Edhe një diodë absolutisht e dobishme rezulton të jetë plotësisht e hapur, pasi kryqëzimi i saj p-n aplikohet me tension të kundërt shumë të lartë (për diodat Schottky). Në kufi, mund të kontrolloni duke përdorur metodën krahasuese, d.m.th., të merrni një diodë me funksion të garantuar, të matni rezistencën e saj të kundërt dhe ta krahasoni atë me rezistencën e diodës që testohet. Dallimet e rëndësishme në këto matje do të tregojnë nevojën për të zëvendësuar montimin e diodës.

Ndonjëherë ka situata kur vetëm një nga diodat në montim dështon. Në këtë rast, gabimi gjithashtu identifikohet lehtësisht duke krahasuar rezistencën e kundërt të dy diodave të të njëjtit montim. Diodat e të njëjtit montim duhet të kenë të njëjtën rezistencë.

Metoda e propozuar mund të plotësohet gjithashtu duke testuar qëndrueshmërinë termike. Thelbi i këtij kontrolli është si më poshtë. Në momentin kur rezistenca e kryqëzimit të kundërt kontrollohet në kufirin e matjes (shih paragrafin e mëparshëm), është e nevojshme të prekni kontaktet e montimit të diodës me një hekur saldimi të ndezur, duke ngrohur kështu kristalin e tij. Një montim diodë me defekt pothuajse menjëherë fillon të "lundrojë", d.m.th., rezistenca e tij e kundërt fillon të ulet shumë shpejt, ndërsa një montim diodë i dobishëm ruan rezistencën e kundërt në një vlerë pafundësisht të madhe për një kohë të gjatë. Ky kontroll është shumë i rëndësishëm, sepse gjatë funksionimit montimi i diodës nxehet shumë (nuk është më kot që vendoset në një radiator) dhe, për shkak të ngrohjes, ndryshon karakteristikat e tij. Teknika e konsideruar siguron një test të qëndrueshmërisë së karakteristikave të diodave Schottky ndaj luhatjeve të temperaturës, sepse rritja e temperaturës së strehimit në 100 ose 125 ° C rrit vlerën e rrymës së rrjedhjes së kundërt me njëqind herë (shih të dhënat në Tabelën 1).

Kështu mund të provoni të kontrolloni një diodë Schottky, por metodat e propozuara nuk duhet të abuzohen, d.m.th. nuk duhet të kryeni teste në një kufi shumë të lartë të matjes së rezistencës dhe të ngrohni shumë diodën, sepse teorikisht, e gjithë kjo mund të çojë në dëmtimi i diodës.

Përveç kësaj, për shkak të mundësisë së dështimit të diodave Schottky nën ndikimin e temperaturës, është e nevojshme t'i përmbahen rreptësisht të gjitha kushteve të rekomanduara të saldimit (kushtet e temperaturës dhe koha e saldimit). Edhe pse ne duhet t'i bëjmë haraç prodhuesve të diodave, pasi shumë prej tyre kanë arritur që instalimi i montimeve të mund të kryhet në një temperaturë të lartë prej 250 ° C për 10 sekonda.

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 bëhen me një fuqi nga 200 watts deri në 1 kW ose më shumë, dhe meqenëse kompjuteri mundësohet nga rryma direkte, 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.

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 e 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:

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

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