Kako spojiti Schottky diodu. Princip rada Schottky diode

Poluvodička dioda, koja kao princip rada koristi efekt barijere, nosi ime njemačkog znanstvenika koji ju je opisao, Waltera Schottkyja.

Važno! Učinak barijere je ozbiljan utjecaj ukupnog prostornog naboja na razvoj pražnjenja u rasporu s oštro neravnomjernim poljem.

Dodatne informacije.Što je dioda - elektronički element koji ima nejednaku sposobnost provođenja električne struje, ovisno o njezinom smjeru.

Schottky dioda: princip rada

Schottky ventil se razlikuje od klasičnog tipa po tome što je osnova njegovog rada par poluvodič-metal. Ovaj par se često naziva Schottky barijera. Ova barijera, osim svoje sposobnosti provođenja struje u jednom smjeru, slično pn spoju, ima nekoliko korisnih značajki.

Galijev arsenid i silicij glavni su dobavljači materijala za proizvodnju elektroničkih elemenata u industrijskim uvjetima. U rjeđim slučajevima koriste se plemeniti kemijski elementi: platina, paladij i slično.

Njegov grafički uvjetni izraz na električnim krugovima ne podudara se s klasičnim diodama. Oznake elektroničkih komponenti su slične. Postoje i dvostruke diode u obliku sklopa.

Važno! Dvostruka dioda je par dioda spojenih u zajednički volumen.

Dvostruka dioda s Schottkyjevom barijerom

Za dvostruke ventile, izlazi katoda ili anoda su kombinirani. Iz toga slijedi da takav proizvod ima tri kraja. Uobičajeni katodni sklopovi, na primjer, rade tamo gdje su potrebni prekidački izvori napajanja. Schottky diode sa zajedničkom anodom koriste se mnogo rjeđe.

Diode su smještene u jednom kućištu i koriste istu proizvodnu tehnologiju za izradu, pa su po skupu parametara poput braće blizanaca. Njihova radna temperatura je također ista, jer... su u zajedničkom prostoru. Ovo svojstvo značajno smanjuje potrebu za njihovom zamjenom zbog gubitka performansi.

Najvažnija svojstva razlikovanja ventila koji se razmatraju su lagani pad napona (do 0,4 V) u trenutku prijelaza i visoko vrijeme odziva.

Međutim, spomenuti pad napona ima uzak raspon primijenjenog napona - ne više od 60 V. I sama ta vrijednost je mala, što postavlja prilično uzak raspon primjene za ove diode. Ako napon prijeđe navedenu vrijednost, učinak barijere nestaje i dioda počinje raditi u načinu konvencionalne ispravljačke diode. Obrnuti napon za većinu njih ne prelazi 250 V, međutim, postoje uzorci s obrnutim naponom od 1,2 kV.

Prilikom projektiranja električnih krugova dizajneri često ne ističu Schottky diodu grafički na dijagramima strujnog kruga, ali u specifikacijama za narudžbu ukazuju na njezinu upotrebu, navodeći je u vrsti. Stoga, prilikom naručivanja opreme, morate obratiti posebnu pozornost na ovo.

Među neugodnostima u radu s ventilima sa Schottky barijerom, potrebno je primijetiti njihovu ekstremnu "nježnost" i netoleranciju na najmanji, čak i vrlo kratkotrajni, višak obrnutog napona. U ovom slučaju oni jednostavno ne uspiju i više se ne obnavljaju, što u usporedbi sa silicijskim diodama nije u njihovu korist, jer potonji imaju svojstvo samoizlječenja, nakon čega mogu nastaviti raditi kao i obično bez potrebe za zamjenom. Također ne smijemo zaboraviti da reverzna struja u njima kritično ovisi o stupnju prijelaza. Ako se pojavi značajna reverzna struja, kvar se ne može izbjeći.

Povećana radna frekvencija zbog niskog prijelaznog kapaciteta i kratko razdoblje oporavka zbog visokih performansi pozitivna su svojstva koja omogućuju korištenje ovih dioda, na primjer, radio amaterima. Također se koriste na frekvencijama koje dosežu nekoliko stotina kHz, na primjer, u impulsnim ispravljačima. Velik broj proizvedenih dioda koristi se u mikroelektronici. Sadašnji stupanj razvoja znanosti i industrije dopušta korištenje nanotehnologije u procesu proizvodnje ventila sa Schottky barijerom. Tako stvoreni ventili koriste se za šantiranje tranzistora. Ovo rješenje značajno povećava odziv potonjeg.

Schottky diode u napajanjima

Schottky ventili se često nalaze u napajanjima računala. Napon od pet volti daje ozbiljnu struju od nekoliko desetaka ampera, što je rekord za niskonaponske elektroenergetske sustave. Za ove izvore napajanja koriste se Schottky ventili. U osnovi se koriste dvostruke diode s jednom katodom. Niti jedno visokokvalitetno moderno napajanje računala ne može bez takvog sklopa.

Dijagnoza.“Pregorjela” jedinica napajanja elektroničkog uređaja najčešće znači potrebu zamjene pregorjelog Schottky sklopa. Postoje samo dva razloga za kvar: povećana struja curenja i električni kvar. Kada se dogode opisani uvjeti, računalo se više ne opskrbljuje električnom energijom. Proradili su obrambeni mehanizmi. Pogledajmo kako se to događa.

Na ulazu računala stalno nema napona. Napajanje je potpuno blokirano zaštitom ugrađenom u računalo.

Postoji "nerazumljiva" situacija: ventilator za hlađenje počinje raditi, a zatim ponovno nestaje karakteristična buka. To znači da se napon na ulazu računala (izlazu napajanja) pojavljuje i nestaje. Oni. Zaštita obrađuje povremene pogreške, ali ne žuri potpuno blokirati izvor. Osjećate li neugodan miris iz vrućeg bloka? Blok dioda svakako treba zamijeniti. Još jedna metoda kućne dijagnostike: kada je opterećenje procesora bilo veliko, napajanje se isključilo samo od sebe. Ovo je znak curenja.

Nakon popravka napajanja povezanog sa zamjenom dvostrukih Schottky dioda, potrebno je "zazvoniti" tranzistore. U obrnutom postupku diode također zahtijevaju provjeru. Ovo pravilo posebno vrijedi ako je uzrok popravka curenje.

Provjera Schottky dioda

Kućni multimetar obavlja dobar posao testiranja bilo koje vrste diode s Schottkyjevom barijerom. Metoda ispitivanja vrlo je slična provjeri obične diode. Međutim, postoje neke tajne. Elektroničku komponentu s curenjem posebno je teško ispravno provjeriti. Najprije se diodni sklop mora ukloniti iz kruga. Za to će vam trebati lemilo. Ako je dioda slomljena, tada će otpor blizu nule u svim mogućim načinima rada ukazivati ​​na njegovu neispravnost. U smislu fizičkih procesa, ovo nalikuje zatvaranju.

Teže je dijagnosticirati "curenje". Najčešći multimetar za javnost je dt-830; u većini slučajeva mjerenja u položaju "dioda" neće otkriti problem. Kada se regulator pomakne u položaj "ommetar", omski otpor će ići u beskonačnost. Također, uređaj ne bi trebao pokazivati ​​prisutnost ohmičkog otpora. U protivnom je potrebna zamjena.

Schottky diode su česte u električnoj i radio elektronici. Opseg njihove uporabe je širok, uključujući prijemnike alfa zračenja i razne svemirske letjelice.

Video

Ili u raznim dijagramima električnog kruga postoji takva stvar kao što je Schottky dioda. Prije svega, ovo je posebna poluvodička dioda, koja ima mali pad napona kada je izravno spojena i sastoji se od poluvodiča i metala. Ime je dobio u čast njemačkog izumitelja Waltera Schottkyja, koji je izumio ovaj elektronički element.

U kontaktu s

Dopušteni povratni napon u elektroničkoj komponenti za industrijske svrhe ograničen je na 250 volti. Na praksi uglavnom se koristi u krugovima niskog napona kako bi se spriječio protok struje u suprotnom smjeru. Po snazi ​​se dijele u nekoliko skupina: male snage, srednje snage i velike snage.

Sam uređaj se sastoji od metala - poluvodiča, staklene pasivacije, zaštitnog prstena i metala. Kada električna struja počne teći kroz krug, tada će se akumulirati na zaštitnom prstenu i kroz cijelo područje poluvodičke barijere pozitivni i negativni naboji, ali u različitim dijelovima tijela, u kojima će nastati električno polje i generirati toplina, što je veliki plus za neke eksperimente u fizici.

Razlika od ostalih poluvodiča

Ovaj elektronički element razlikuje se od ostalih po tome što kao barijeru koristi metal - poluvodič, koji ima jednosmjernu električnu vodljivost i ima mnoga druga karakteristična svojstva. Takvi poluvodički metali mogu biti galijev arsenid, zlato, silicijev karbid, volfram, germanij, paladij, platina i tako dalje.

Cijeli rad Schottkyjevog elektroničkog elementa ovisit će o odabranom metalu. Posebno se često koristi silicij jer je pouzdaniji od ostalih i dobro radi pri velikoj snazi. Također češće od drugih metala Koriste poluvodič na bazi galijevog arsenida (GaAs) - kemijskog spoja arsena i galija, rjeđe - na bazi germanija (Ge). Tehnologija izrade ovih elektroničkih elemenata vrlo je jednostavna, zbog čega su i najjeftiniji.

Također, Schottky dioda se razlikuje od ostalih u stabilnom radu kada se struja dovodi. Radi stabilnosti, u tijelo ovog elektroničkog elementa uvode se posebni kristali, što je vrlo delikatan posao, jer nemarom ili nepažnjom može doći do kvara uređaja. Ljudi to rijetko rade, najčešće taj posao obavlja poseban robot - automatski stroj programiran za takvu operaciju.

Označavanje i označavanje Schottky diode

Kao što svi elektronički dijelovi i elementi imaju oznake, na dijagramima strujnih krugova ovaj elektronički element prikazan je ovako (vidi sl. 1), što je nešto drugačije od oznake konvencionalnog poluvodiča.

Na dijagramima također možete vidjeti sliku dvostruke Schottky diode (vidi sl. 2). To su dva montirana elektronička elementa u jednoj zajedničkoj zgradi. Njihove anode ili katode su zalemljene, tako da imaju tri izvoda.

Ovaj elektronički element, kao i većina, označen je sa strane. A ako slova i brojevi na oznaci nisu jasni, onda možete pogledati njihovo dekodiranje u priručniku o radiotehnici.

Prednosti i nedostatci

Ovaj uređaj ima svoje pozitivne strane i svoje nedostatke.

1. Dobro održava električnu struju u krugu;
2. Mali kapacitet barijere izrađen od poluvodičkih metala, što povećava dugoročnu izvedbu diode;
3. Za razliku od drugih poluvodiča, Schottky dioda pokazuje mali pad napona;
4. U električnom krugu, ova Schottky dioda radi brzo.

Veliki minus Problem je u tome što povratna struja može biti vrlo velika. U nekim slučajevima, na primjer, prekoračenje potrebnog nivo obrnute struječak i za nekoliko ampera, elektronički element se jednostavno pokvari ili zakaže u najnepovoljnijem trenutku, bez obzira je li nov ili star. Također se često može primijetiti curenje dioda, što u nekim slučajevima može dovesti do strašnih posljedica ako se zanemari ispitivanje poluvodiča.

Primjena Schottky diode

ove elektronički elementi, gore predstavljeni, mogu se naći u našem svijetu gotovo posvuda: u računalima, stabilizatorima, kućanskim aparatima, radiju, televiziji, izvorima napajanja, solarnim panelima, tranzistorima i u mnogim drugim uređajima iz svih sfera života.

U svim slučajevima povećava učinkovitost i učinak, smanjuje broj gubitaka dinamika napona, vraća obrnuti otpor struje, apsorbira zračenje alfa, beta i gama naboja, omogućuje vam da radite dosta dugo bez kvarova, održava struju u naponu električnog kruga.

Dijagnostika Schottky dioda

Možete dijagnosticirati Schottky elektronički element ako se ukaže potreba, ali to će potrajati malo vremena. Prije svega, morate odvojiti jedan element od diodnog mosta ili elektroničkog kruga. Pregledajte vizualno i provjeri testerom. Kao rezultat ovih jednostavnih tehničkih operacija, saznat ćete radi li poluvodič ili ne. Iako nije potrebno odlemiti cijeli sklop, jer je to dodatni posao, i što je najvažnije - s gubitak vremena.

Ovu diodu ili diodni most također možete provjeriti multimetrom, ali imajte na umu da proizvođač piše struju na bočnoj strani uređaja. Uključimo multimetar i prinesemo njegove sonde krajevima anode i katode, a on će nam pokazati napon diode.

Ponekad se dogodi da Schottky dioda može postati neispravna zbog nekih razloga. Pogledajmo ih:

Štoviše, u oba slučaja nećete osjetiti miris paljevine i nećete vidjeti dim, budući da kućište ima ugrađenu posebnu zaštitu od takvih incidenata. Ako odjednom u jednom tranzistoru gornja dioda je izgorjela, onda se uvjerite da je to jedini uređaj na kojem ste našli kvar, jer diode svakako treba provjeriti.

Iako ponekad možda neće biti takve prilike za provjeru ispravnosti dioda kada je to potrebno. Ponekad se to dogodi ovako da računalo počinje usporavati, treba mu jako dugo da se uključi i zamrzne se. Možda je problem vezan upravo za diode, a svatko može rastaviti procesor i vidjeti što se dogodilo unutra.

Prije svega, morate isključiti napajanje računala i otvoriti napajanje u jedinici sustava. Odmah možete primijetiti diode. Provjerite ima li rupa ili pukotina na njima. Ako postoje, morate ih izvaditi i zamijeniti novim poluvodičem, sami popravljajući probleme, ali bolje je potražiti pomoć stručnjaka.

Schottky poluvodiči u suvremenom svijetu

Schottky diode stekle su široku popularnost i rasprostranjenost u svim područjima modernog života, a posebno u elektronici. Mogu se naći kao dvostruke ispravljačke diode, gdje su dva poluvodiča instalirana u jednom paketu i krajevi anoda ili katoda su međusobno povezani, a jednostavni su također vrlo mali (na primjer, vrlo često se nalaze u malim električnim dijelovima).

Ovaj poluvodič se vrlo često koristi u sklopnim izvorima napajanja u kućanskim aparatima, što značajno smanjuje gubitke i poboljšava toplinski rad. Također podatkovni elektronički elementi koriste se u tranzistorima kao strujni ispravljači, te u takvim posebnim diodama koje se koriste za kombiniranje paralelnih izvora napajanja.

Schottky dioda je još jedan tip tipične poluvodičke diode; njezino razlikovno obilježje je mali pad napona kada se spoji izravno. Ime je dobio u čast njemačkog fizičara i izumitelja Waltera Schottkyja. Ove diode koriste spoj metal-poluvodič kao potencijalnu barijeru, a ne p-n spoj. Dopušteni obrnuti napon Schottky dioda obično je oko 1200 volti, na primjer CSD05120 i njegovi analozi; u praksi se koriste u niskonaponskim krugovima s obrnutim naponima do nekoliko desetaka volti.

Na dijagramima strujnog kruga označene su gotovo kao diode, vidi gornju sliku, ali s malim grafičkim razlikama; osim toga, dvostruke Schottky diode prilično su uobičajene.

Dvostruka Schottky dioda su dva odvojena elementa sastavljena u jednom zajedničkom kućištu, a terminali katoda ili anoda ovih komponenti su kombinirani. Dakle, dvostruka dioda, obično tri terminala. U sklopnim i računalnim napajanjima često možete vidjeti dvostruke Schottky diode sa zajedničkom katodom.

Budući da su obje diode smještene u jedno kućište i sastavljene istim tehnološkim postupkom, njihovi tehnički parametri su gotovo identični. S takvim postavljanjem u jednom kućištu, tijekom rada bit će u istom temperaturnom režimu, a to je jedan od glavnih čimbenika povećanja pouzdanosti uređaja u cjelini.

Prednosti

Pad napona na diodi kada je izravno spojen je samo 0,2-0,4 volta, dok je na tipičnim silicijskim diodama ovaj parametar 0,6-0,7 volta. Tako mali pad napona na poluvodiču, kada je spojen izravno, karakterističan je samo za Schottky diode s obrnutim naponom od najviše desetaka volti, ali ako se primijenjena razina napona poveća, pad napona na Schottky diodi već je usporediv s silicij dioda, što prilično ozbiljno ograničava upotrebu Schottky dioda u modernoj elektronici.
Teoretski, svaka Schottky dioda može imati niski barijerni kapacitet. Odsutnost eksplicitnog klasičnog p-n spoja omogućuje značajno povećanje radne frekvencije uređaja. Ovaj je parametar našao široku primjenu u proizvodnji integriranih krugova, gdje Schottky diode zaobilaze prijelaze tranzistora koji se koriste kao logički elementi. U energetskoj elektronici važan je još jedan parametar Schottky dioda, naime, nisko vrijeme oporavka omogućuje korištenje ispravljača snage na frekvencijama od stotina kHz i više. Na primjer, radijska komponenta MBR4015 (15 V i 40 A) koristi se za ispravljanje RF napona, a njeno vrijeme oporavka je samo 10 kV/μs.
Zbog navedenih pozitivnih svojstava, ispravljači izgrađeni na Schottky diodama razlikuju se od ispravljača na standardnim diodama nižom razinom smetnji, pa se koriste u analognim sekundarnim izvorima napajanja.

minusi

U slučaju kratkotrajnog prekoračenja dopuštene razine obrnutog napona, Schottky dioda ne radi, za razliku od tipičnih silicijskih dioda, koje će jednostavno prijeći u reverzibilni način kvara, pod uvjetom da disipacija snage kristala nije veća od dopuštene vrijednosti, a nakon smanjenja napona dioda potpuno vraća svoje karakteristike .
Schottky diode karakteriziraju veće vrijednosti obrnutih struja, koje se povećavaju s povećanjem temperature kristala i, u slučaju nezadovoljavajućih radnih uvjeta hladnjaka pri radu s velikim strujama, dovode do toplinskog kvara radio komponente.

Schottky diode, kao što sam gore napomenuo, aktivno se koriste u računalnim napajanjima i sklopnim regulatorima napona. Koriste se u niskonaponskim i jako strujnim dijelovima računalnog UPS kruga na + 3,3 volta i + 5,0 volta. Najčešće se koriste dvojne diode sa zajedničkom katodom. Upravo se uporaba dvostrukih dioda smatra znakom visoke kvalitete.

Pregorjela Schottky dioda jedan je od najčešćih kvarova. Dioda može imati dva neradna stanja: električni kvar i curenje u tijelo. U bilo kojem od ovih uvjeta, UPS je blokiran zbog ugrađenog zaštitnog kruga.

U slučaju električnog kvara, svi sekundarni naponi u napajanju su odsutni. U slučaju curenja, ventilator napajanja računala može se "trzati", a pulsacije izlaznog napona mogu se pojaviti na izlazu i povremeno nestati. Odnosno, zaštitni modul se povremeno aktivira, ali ne dolazi do potpunog blokiranja. Schottky diode su 100% izgorjele ako je radijator na koji su pričvršćene jako topao ili ima jak miris spaljenog.

Treba reći nekoliko riječi da prilikom popravka UPS-a nakon zamjene dioda, posebno ako sumnjate na curenje u kućište, trebate zazvoniti sve tranzistore snage koji rade u načinu rada s prebacivanjem. I također u slučaju zamjene ključnih tranzistora, provjera dioda je obavezna i strogo neophodna.

Tehnika ispitivanja Schottky diode je ista kao i za standardnu ​​standardnu ​​diodu. Ali i tu postoje male razlike. Vrlo je teško testirati diodu ovog tipa koja je već zalemljena u krug. Stoga se sklop ili pojedinačni element prvo moraju ukloniti iz kruga radi pregleda. Vrlo je lako odrediti potpuno probušeni element. Na svim granicama mjerenja otpora, multimetar će prikazati beskonačno nizak otpor ili kratki spoj u oba smjera.

Teže je provjeriti sa sumnjom na curenje. Ako provjerimo tipičnim multimetrom, na primjer DT-830 u "diodnom" načinu rada, vidjet ćemo servisnu komponentu. Međutim, ako mjerenje provodite u ohmmetarskom načinu rada, tada se utvrđuje da je obrnuti otpor na granici "20 kOhm" beskonačno velik (1). Ako element pokazuje neki otpor, na primjer 5 kOhm, onda je bolje smatrati ovu diodu sumnjivom i zamijeniti je onom koja je sigurno funkcionalna. Ponekad je bolje odmah zamijeniti Schottky diode na sabirnicama +3,3 V i +5,0 V u računalnom UPS-u.

Ponekad se koriste u prijemnicima alfa i beta zračenja (dozimetrima), detektorima neutronskog zračenja, a osim toga, solarni paneli se sklapaju na prijelazima Schottkyjeve barijere koji opskrbljuju električnom energijom svemirske letjelice koje koračaju prostranstvima našeg golemog svemira.

Prvo, ako se nakratko prekorači maksimalni reverzni napon, Schottky dioda nepovratno otkazuje, za razliku od silicijevih dioda, koje prelaze u reverzni probojni mod, i pod uvjetom da se ne prekorači maksimalna disipirana snaga na diodi, nakon pada napona dioda se potpuno oporavi. njegova svojstva.

Drugo, Schottky diode karakteriziraju povećane (u odnosu na konvencionalne silicijske diode) obrnute struje, koje se povećavaju s povećanjem temperature kristala. Za gornji 30Q150, reverzna struja pri maksimalnom reverznom naponu varira od 0,12 mA na +25°C do 6,0 mA na +125°C. Za niskonaponske diode u TO-220 paketima, povratna struja može premašiti stotine miliampera (MBR4015 - do 600 mA na +125 ° C). Pod nezadovoljavajućim uvjetima rasipanja topline, pozitivna povratna veza topline u Schottky diodi dovodi do njenog katastrofalnog pregrijavanja.

Strujno-naponska karakteristika Schottky barijere ima izražen asimetričan izgled. U području prednapona, struja eksponencijalno raste s povećanjem primijenjenog napona. U području reverzne prednapone struja ne ovisi o naponu. U oba slučaja, s prednjim i obrnutim prednaprezanjem, struja u Schottky barijeri je posljedica većinskih nositelja naboja - elektrona. Iz tog razloga, diode temeljene na Schottky barijeri su brzodjelujući uređaji, budući da im nedostaju procesi rekombinacije i difuzije. Asimetrija strujno-naponske karakteristike Schottkyjeve barijere tipična je za barijerne strukture. Ovisnost struje o naponu u takvim strukturama je posljedica promjene broja nositelja koji sudjeluju u procesima prijenosa naboja. Uloga vanjskog napona je promijeniti broj elektrona koji prolaze iz jednog dijela strukture barijere u drugi.

Schottky diode u napajanjima

U sustavima napajanja Schottky diode se koriste za ispravljanje struje +3,3V i +5V kanala, a, kao što je poznato, izlazne struje ovih kanala iznose desetke ampera, što dovodi do potrebe da se vrlo ozbiljno shvati pitanja performansi ispravljača i smanjenja njihovih gubitaka energije. Rješavanjem ovih problema može se značajno povećati učinkovitost napajanja i povećati pouzdanost tranzistora snage u primarnom dijelu napajanja.

Dakle, da bi se smanjili dinamički gubici pri preklapanju i eliminirao način kratkog spoja tijekom preklapanja, u kanalima s najvećom strujom (+3,3 V i +5 V), gdje su ti gubici najveći, koriste se Schottky diode kao ispravljački elementi. Korištenje Schottky dioda u ovim kanalima je zbog sljedećih razloga:

· Schottky dioda je uređaj gotovo bez inercije s vrlo kratkim vremenom oporavka reverznog otpora, što dovodi do smanjenja obrnute sekundarne struje i do smanjenja udarne struje kroz kolektore tranzistora snage primarnog dijela u trenutku kada se dioda preklopi. To značajno smanjuje opterećenje tranzistora snage i, kao rezultat toga, povećava pouzdanost napajanja.

· Pad napona prema naprijed na Shoki diodi je također vrlo mali, što pri trenutnoj vrijednosti od 15-30 A daje značajan dobitak u učinkovitosti.

Budući da u modernim napajanjima i +12V naponski kanal postaje vrlo snažan, korištenje Schottky dioda u ovom kanalu također bi dalo značajan energetski učinak, ali je njihova upotreba u +12V kanalu nepraktična. To je zbog činjenice da kada obrnuti napon prijeđe 50 V (a u kanalu +12 V obrnuti napon može doseći 60 V), Schottky diode se počinju loše prebacivati ​​(preduge i istodobno nastaju značajne obrnute struje curenja), što dovodi do gubitka svih prednosti njihove primjene. Stoga se u +12V kanalu koriste silicijske pulsne diode velike brzine. Iako industrija sada proizvodi Schottky diode s visokim reverznim naponom, njihova se uporaba u izvorima napajanja smatra neprikladnom iz raznih razloga, uključujući i ekonomske. Ali postoje iznimke od svakog pravila, tako da u pojedinačnim napajanjima možete pronaći sklopove Schottky diode u +12V kanalima.

U modernim sustavima napajanja za računala, Schottky diode su u pravilu diodni sklopovi dviju dioda (diodni polumostovi), što jasno povećava proizvodnost i kompaktnost napajanja, a također poboljšava uvjete hlađenja dioda. Korištenje pojedinačnih dioda umjesto sklopova dioda sada je pokazatelj nekvalitetnog napajanja.

Sklopovi dioda proizvode se uglavnom u tri vrste paketa:

· TO-220 (manje snažni sklopovi s radnim strujama do 20 A, ponekad do 25-30 A);

· TO-247 (jači sklopovi s radnim strujama od 30 - 40 A);

· TO-3P (snažni sklopovi).

Električne karakteristike diodnih sklopova koji se najčešće koriste u modernim sustavima napajanja prikazane su u tablici 1.

Zamjenjivost diodnih sklopova određuje se na temelju njihovih karakteristika. Naravno, ako je nemoguće koristiti diodni sklop s potpuno istim karakteristikama, bolje ga je zamijeniti uređajem s višim vrijednostima struje i napona. Inače će biti nemoguće jamčiti stabilan rad napajanja. Postoje slučajevi kada proizvođači koriste diodne sklopove u svojim napajanjima sa značajnom rezervom snage (iako češće promatramo suprotnu situaciju), a tijekom popravaka moguće je instalirati uređaj s nižim vrijednostima struje ili napona. Međutim, s takvom zamjenom potrebno je pažljivo analizirati karakteristike napajanja i njegovo opterećenje, a sva odgovornost za posljedice takve izmjene, naravno, pada na ramena stručnjaka koji obavlja popravak.

Schottky dioda je poluvodički uređaj (dioda) ostvaren kroz kontakt metal-poluvodič. Ime je dobio u čast njemačkog fizičara Waltera Schottkyja.

Značajke Schottky dioda

Godine 1938. znanstvenici su stvorili osnovu za teoriju ovih poluvodičkih uređaja. Umjesto pn spoja u takvim se diodama kao barijera koristi metalni poluvodič. Područje poluvodičkog materijala objedinjeno je većinskim nositeljima. Na mjestu kontakta počinje se stvarati područje naboja ioniziranih akceptora. Kao rezultat toga, u prijelaznom području nastaje potencijalna barijera, koja se naziva Schottkyeva barijera. Promjena njegove razine dovodi do promjene vrijednosti struje koja teče kroz Schottky diodu. Glavna značajka takvih poluvodičkih uređaja je niska razina smanjenja napona naprijed nakon p-n spoja, kao i odsutnost obrnute razine punjenja za oporavak.

Schottky diode rade u temperaturnom području od minus 65 0 do plus 160 0 Celzija, vrijednost dopuštenog povratnog napona industrijski proizvedenih dioda ograničena je na 250 V. Međutim, ovi uređaji imaju široku primjenu u industrijskoj elektronici u niskonaponskim krugovima, čiji je reverzni napon ograničen na desetke volti. Schottky dioda omogućuje dobivanje potrebne vrijednosti potencijalne barijere odabirom željenog metala. Dovoljno niska razina visokofrekventnog šuma omogućuje korištenje takvih dioda u prekidačkim izvorima napajanja, u digitalnoj opremi, kao prijemnicima zračenja, modulatorima svjetlosti iu transformatorskim blokovima analogne opreme. Našli su široku primjenu u dizajnu solarnih panela. Princip Schottkyjeve barijere koristi se u dizajnu i proizvodnji mikrovalnih dioda velike brzine. Schottky dioda je konstruirana u staklenim, plastičnim i metalnim kućištima. Ovi uređaji također su dostupni u SMD kućištima.

Prednosti i nedostatci

Njihova prednost, za razliku od silicijskih dioda, je prilično nizak pad napona (do 0,2-0,4 volta). Ovako niska vrijednost pada tipična je isključivo za Schottky diode. Schottky barijera također ima manji električni kapacitet spoja, što omogućuje značajno povećanje radne frekvencije uređaja. Ove uređaje također karakterizira smanjena razina smetnji. Schottky dioda također ima niz nedostataka. Glavna stvar je visoka osjetljivost na kratkotrajne udare obrnute struje i napona, što rezultira kratkim spojem i izgaranjem diode. Također, diode ove vrste karakterizira povećanje vrijednosti obrnute struje s povećanjem temperature kristala.

Na temelju snage, ovi poluvodički uređaji mogu se podijeliti u tri skupine: male snage (njihova prolazna struja ne prelazi 3-5 ampera), srednje snage (do 10 ampera) i velike snage (struja doseže 60 ampera). Snažne Schottky diode koriste se za rad u uređajima koji se koriste za ispravljanje izmjenične struje. Omogućuju prolaz istosmjerne struje koja doseže desetke ampera. U ovom slučaju, pad napona na diodi je samo 0,5-1 V. Dopuštena vrijednost obrnutog napona u Schottky diodama je 200-500 V.