Сдвоенный диод шоттки: Страница не найдена

Содержание

16CTT100 Сдвоенный диод Шоттки

Общее описание

Высокоэффективный диод Шотки с максимальной температурой перехода 175°C

Сверхмалое падение прямого напряжения

Сверхмалый обратный ток утечки

Оптимальное соотношение прямого напряжения V_F к обратному току I_R

Повышенная устойчивость к лавинообразному росту обратного тока

Минимальные потери при коммутации

Субмикронная технология

Бессвинцовое исполнение

Разработан и сертифицирован для промышленных применений

Основные параметры

Кол-во диодов	2
V_RRM,В	100
I_F(AV),А	16
V_F (макс. ),В	0.85
I_R (макс.),мкА	130
I_FSM (макс.),А	210
T_J (макс.),°C	175
Корпус	TO-220AB

Datasheet

16CTT100 Сдвоенный диод Шотки 100 Вольт, 16 Ампер (2 х 8А)

Диод Шоттки сдвоенный MBR1060CT 60V 10A корпус TO-220

Описание товара Диод Шоттки сдвоенный MBR1060CT 60V 10A корпус TO-220

обратное напряжение: до 60V;

максимальный прямой ток: до 10A;

тип корпуса: TO-220.

Отличительные особенности и преимущества диода Шоттки MBR1060CT 60V 10A корпус TO-220

Рассматриваемый диод Шоттки выпускается в корпусе TO-220.

Основное преимущество данного типа диода – малое падение напряжения, составляющее 0,2-0,4 Вольта.

Такого показателя удалось достигнуть из-за того, что электрический ток в диоде Шоттки создается основными носителями заряда в отличие от обычных диодов.

В диоде Шоттки вместо p-n перехода используется переход металл-полупроводник, что гарантирует быстрое время переключения.

Диод Шоттки MBR1060CT 60V 10A корпус TO-220 используется в электрических цепях напряжением до 60V.

При использовании диода Шоттки не следует допускать даже кратковременное увеличение напряжения выше указанного значения во избежание выхода диода из строя.

Где может применяться диод Шоттки MBR1060CT 60V 10A корпус TO-220

Диод Шоттки может использоваться в низковольтных цепях блоков питания, стабилизаторах и схемах защиты.

Например если в блоке питания на 5 Вольт установить обычный диод с падением напряжения на p-n переходе 0,8 В, удельный вес условных потерь от выходного напряжения составит: 0,8/5*100%=16 %, а при использовании диода Шоттки – всего 5-8%.

Диод Шоттки MBR1060CT 60V 10A корпус TO-220 также позитивно характеризуется малой емкостью перехода, что влияет в первую очередь на граничный уровень частоты.

Такой диод можно устанавливать в электронные высокочастотные схемы, например в импульсные блоки питания, где частота генератора достигает десятки и сотни Килогерц.

Купить диод Шоттки MBR1060CT 60V 10A корпус TO-220 в Киеве Вы можете, позвонив менеджеру или оставив заказ через корзину сайта Интернет-магазина Electronoff.

Автор на +google

Подбор диодов шоттки по параметрам. Диодные сборки шоттки в компьютерных блоках питания

Во время сборки блоков питания и преобразователей напряжения для автомобильных усилителей часто возникает проблема с выпрямлением тока с трансформатора. Раздобыть мощные импульсные диоды довольно серьезная проблема, поэтому решил напечатать статью, в которой приводится полный перечень и парметры мощных диодов Шоттки. Некоторое время назад лично у меня возникла проблема с выпрямителем преобразователя для авто усилителя. Преобразователь довольно мощный (500-600 ватт), частота выходного напряжения 60кГц, любой распространенный диод, который можно найти в старом хламе, сразу сгорит, как спичка. Единственным доступным вариантом в то время были отечественные КД213А. Диоды достаточно хорошие, держат до 10 Ампер, рабочая частота в пределах 100кГц, но и они под нагрузкой страшно перегревались.

На самом деле мощные диоды можно найти почти у каждого. Компьютерный БП является , который питает целый компьютер. Как правило их делают с мощностью от 200 ватт до 1кВт и более, а поскольку компьютер питается от постоянного тока, значит в блоке питания должен быть выпрямитель. В современных блоках питания для выпрямления напряжения используют мощные диодные сборки Шоттки — именно у них минимальный спад напряжения на переходе и возможность работы в импульсных схемах, где рабочая частота намного выше сетевых 50 Герц. Недавно на халяву принесли несколько блоков питания, откуда и были сняты диоды для этого небольшого обзора. В компьютерных блоках питания можно найти самые разные диодные сборки, единичных диодов тут почти не бывает — в одном корпусе два мощных диода, часто (почти всегда) с общим катодом. Вот некоторые из них:

D83-004 (ESAD83-004)
— Мощная сборка из диодов Шоттки, обратное напряжение 40 Вольт, допустимый ток 30А, в импульсном режиме до 250А — пожалуй, один из самых мощных диодов, который можно встретить в компьютерных блоках питания.

STPS3045CW
— Сдвоенный диод Шоттки, ток выпрямленный 15A, прямое напряжение 570мВ, обратный ток утечки 200мкА, напряжение обратное постоянное 45 Вольт.

Основные диоды Шоттки, которые встречаются в блоках питания

Шоттки TO-220 SBL2040CT 10A x 2 =20A 40V Vf=0.6V при 10A
Шоттки TO-247 S30D40 15A x 2 =30A 40V Vf=0.55V при 15A
Ультрафаст TO-220 SF1004G 5A x 2 =10A 200V Vf=0.97V при 5A
Ультрафаст TO-220 F16C20C 8A x 2 =16A 200V Vf=1. 3V при 8A
Ультрафаст SR504 5A 40V Vf=0.57
Шоттки TO-247 40CPQ060 20A x 2 =40A 60V Vf=0.49V при 20A
Шоттки TO-247 STPS40L45C 20A x 2 =40A 45V Vf=0.49V
Ультрафаст TO-247 SBL4040PT 20A x 2 =40A 45V Vf=0.58V при 20A
Шоттки TO-220 63CTQ100 30A x 2 =60A 100 Vf=0.69V при 30A
Шоттки TO-220 MBR2545CT 15A x 2 =30A 45V Vf=0.65V при 15A
Шоттки TO-247 S60D40 30A x 2 =60A 40-60V Vf=0.65V при 30A
Шоттки TO-247 30CPQ150 15A x 2 =30A 150V Vf=1V при 15A
Шоттки TO-220 MBRP3045N 15A x 2 =30A 45V Vf=0.65V при 15A
Шоттки TO-220 S20C60 10A x 2 =20A 30-60V Vf=0.55V при 10A
Шоттки TO-247 SBL3040PT 15A x 2 =30A 30-40V Vf=0.55V при 15A
Шоттки TO-247 SBL4040PT 20A x 2 =40A 30-40V Vf=0.58V при 20A
Ультрафаст TO-220 U20C20C 10A x 2 =20A 50-200V Vf=0.97V при 10A

Существуют и современные отечественные диодные сборки на большой ток. Вот их маркировка и внутренняя схема:

Также выпускаются , которые можно использовать например в БП ламповых усилителей и другой аппаратуры с повышенным питанием. Список приведён ниже:

Высоковольтные силовые диоды Шоттки с напряжением до 1200 В

Хотя более предпочтительным является применение диодов Шоттки в низковольтных мощных выпрямителях с выходными напряжениями в пару десятков вольт, на высоких частотах переключения.

К многочисленному семейству полупроводниковых диодов названных по фамилиям учёных, которые открыли необычный эффект, можно добавить ещё один. Это диод Шоттки.

Немецкий физик Вальтер Шоттка открыл и изучил так называемый барьерный эффект возникающий при определённой технологии создания перехода металл-полупроводник.

Основной «фишкой» диода Шоттки является то, что в отличие от обычных диодов на основе p-n перехода, здесь используется переход металл-полупроводник, который ещё называют барьером Шоттки. Этот барьер, так же, как и полупроводниковый p-n переход, обладает свойством односторонней электропроводимости и рядом отличительных свойств.

В качестве материала для изготовления диодов с барьером Шоттки преимущественно используется кремний (Si) и арсенид галлия (GaAs), а также такие металлы как золото, серебро, платина, палладий и вольфрам.

На принципиальных схемах диод Шоттки изображается вот так.

Как видим, его изображение несколько отличается от обозначения обычного полупроводникового диода .

Кроме такого обозначения на схемах можно встретить и изображение сдвоенного диода Шоттки (сборки).

Сдвоенный диод – это два диода смонтированных в одном общем корпусе. Выводы катодов или анодов у них объединены. Поэтому такая сборка, как правило, имеет три вывода. В импульсных блоках питания обычно применяются сборки с общим катодом.

Так как два диода размещены в одном корпусе и выполнены в едином технологическом процессе, то их параметры очень близки. Поскольку они размещены в едином корпусе, то и температурный режим их одинаков. Это увеличивает надёжность и срок службы элемента.

У диодов Шоттки есть два положительных качества: весьма малое прямое падение напряжения (0,2-0,4 вольта) на переходе и очень высокое быстродействие.

К сожалению, такое малое падение напряжения проявляется при приложенном напряжении не более 50-60 вольт. При дальнейшем его повышении диод Шоттки ведёт себя как обычный кремниевый выпрямительный диод. Максимальное обратное напряжение для Шоттки обычно не превышает 250 вольт, хотя в продаже можно встретить образцы, рассчитанные и на 1,2 киловольта (VS-10ETS12-M3).

Так, сдвоенный диод Шоттки (Schottky rectifier) 60CPQ150
рассчитан на максимальное обратное напряжение 150V, а каждый из диодов сборки способен пропустить в прямом включении 30 ампер!

Также можно встретить образцы, выпрямленный за полупериод ток которых может достигать 400А максимум! Примером может служит модель VS-400CNQ045.

Очень часто в принципиальных схемах сложное графическое изображение катода попросту опускают и изображают диод Шоттки как обычный диод. А тип применяемого элемента указывают в спецификации.

К недостаткам диодов с барьером Шоттки можно отнести то, что даже при кратковременном превышении обратного напряжения они мгновенно выходят из строя и главное необратимо. В то время как кремниевые силовые вентили после прекращения действия превышенного напряжения прекрасно самовосстанавливаются и продолжают работать. Кроме того обратный ток диодов очень сильно зависит от температуры перехода. На большом обратном токе возникает тепловой пробой.

К положительным качествам диодов Шоттки кроме высокого быстродействия, а, следовательно, малого времени восстановления можно отнести малую ёмкость перехода (барьера), что позволяет повысить рабочую частоту. Это позволяет использовать их в импульсных выпрямителях на частотах в сотни килогерц. Очень много диодов Шоттки находят своё применение в интегральной микроэлектронике. Выполненные по нано технологии диоды Шоттки входят в состав интегральных схем, где они шунтируют переходы транзисторов для повышения быстродействия.

В радиолюбительской практике прижились диоды Шоттки серии 1N581x (1N5817, 1N5818, 1N5819). Все они рассчитаны на максимальный прямой ток (I F(AV)
) – 1 ампер и обратное напряжение (V RRM
) от 20 до 40 вольт. Падение напряжения (V F
) на переходе составляет от 0,45 до 0,55 вольт. Как уже говорилось, прямое падение напряжения (Forward voltage drop
) у диодов с барьером Шоттки очень мало.

Также достаточно известным элементом является 1N5822. Он рассчитан на прямой ток в 3 ампера и выполнен в корпусе DO-201AD.

Также на печатных платах можно встретить диоды серии SK12 – SK16 для поверхностного монтажа . Они имеют довольно небольшие размеры. Несмотря на это SK12-SK16 выдерживают прямой ток до 1 ампера при обратном напряжении 20 – 60 вольт. Прямое падение напряжения составляет 0,55 вольт (для SK12, SK13, SK14) и 0,7 вольт (для SK15, SK16). Также на практике можно встретить диоды серии SK32 – SK310, например, SK36
, который рассчитан на прямой ток 3 ампера.

Применение диодов Шоттки в источниках питания.

Диоды Шоттки активно применяются в блоках питания компьютеров и импульсных стабилизаторах напряжения . Среди низковольтных питающих напряжений самыми сильноточными (десятки ампер) являются напряжения +3,3 вольта и +5,0 вольт. Именно в этих вторичных источниках питания и используются диоды с барьером Шоттки. Чаще всего используются трёхвыводные сборки с общим катодом. Именно применение сборок может считаться признаком высококачественного и технологичного блока питания.

Выход из строя диодов Шоттки одна из наиболее часто встречающихся неисправностей в импульсных блоках питания. У него может быть два «дохлых» состояния: чистый электрический пробой и утечка. При наличии одного из этих состояний блок питания компьютера блокируется, так как срабатывает защита. Но это может происходить по-разному.

В первом случае все вторичные напряжения отсутствуют. Защита заблокировала блок питания. Во втором случае вентилятор «подёргивается» и на выходе источников питания периодически то появляются пульсации напряжения, то пропадают.

То есть схема защиты периодически срабатывает, но полной блокировки источника питания при этом не происходит. Диоды Шоттки гарантированно вышли из строя, если радиатор, на котором они установлены, разогрет очень сильно до появления неприятного запаха. И последний вариант диагностики связанный с утечкой: при увеличении нагрузки на центральный процессор в мультипрограммном режиме блок питания самопроизвольно отключается.

Следует иметь в виду, что при профессиональном ремонте блока питания после замены вторичных диодов, особенно с подозрением на утечку, следует проверить все силовые транзисторы выполняющие функцию ключей и наоборот: после замены ключевых транзисторов проверка вторичных диодов является обязательной процедурой. Всегда необходимо руководствоваться принципом: беда одна не приходит.

Проверка диодов Шоттки мультиметром.

Проверить диод Шоттки можно с помощью рядового мультиметра. Методика такая же, как и при проверке обычного полупроводникового диода с p-n переходом. Но и тут есть подводные камни. Особенно трудно проверить диод с утечкой. Прежде всего, элемент необходимо выпаять из схемы для более точной проверки. Достаточно легко определить полностью пробитый диод. На всех пределах измерения сопротивления неисправный элемент будет иметь бесконечно малое сопротивление, как в прямом, так и в обратном включении. Это равносильно короткому замыканию.

Сложнее проверить диод с подозрением на «утечку». Если проводить проверку мультиметром DT-830 в режиме «диод», то мы увидим совершенно исправный элемент. Можно попробовать измерить в режиме омметра его обратное сопротивление. На пределе «20кОм» обратное сопротивление определяется как бесконечно большое. Если же прибор показывает хоть какое-то сопротивление, допустим 3 кОм, то этот диод следует рассматривать как подозрительный и менять на заведомо исправный. Стопроцентную гарантию может дать полная замена диодов Шоттки по шинам питания +3,3V и +5,0V.

Где ещё в электронике используются диоды Шоттки? Их можно обнаружить в довольно экзотических приборах, таких как приёмники альфа и бета излучения, детекторах нейтронного излучения, а в последнее время на барьерных переходах Шоттки собирают панели солнечных батарей. Так, что они питают электроэнергией и космические аппараты.

Диоды Шоттки или более точно — диоды с барьером Шоттки — это полупроводниковые приборы, выполненные на базе контакта металл-полупроводник, в то время как в обычных диодах используется полупроводниковый p-n-переход.

Диод Шоттки обязан своим названием и появлением в электронике немецкому физику изобретателю Вальтеру Шоттки, который в 1938 году, изучая только что открытый барьерный эффект, подтвердил выдвинутую ранее теорию, согласно которой хоть эмиссии электронов из металла и препятствует потенциальный барьер, но по мере увеличения прикладываемого внешнего электрического поля этот барьер будет снижаться. Вальтер Шоттки открыл этот эффект, который затем и назвали эффектом Шоттки, в честь ученого.

Исследуя контакт металла и полупроводника можно видеть, что если вблизи поверхности полупроводника имеется область обедненная основными носителями заряда, то в области контакта этого полупроводника с металлом со стороны полупроводника образуется область пространственного заряда ионизированных акцепторов и доноров, при этом реализуется блокирующий контакт — тот самый барьер Шоттки. В каких условиях возникает этот барьер? Ток термоэлектронной эмиссии с поверхности твердого тела определяет уравнение Ричардсона:

Создадим условия, когда при контакте полупроводника, например n-типа, с металлом термодинамическая работа выхода электронов из металла была бы больше, чем термодинамическая работа выхода электронов из полупроводника. В таких условиях, в соответствии с уравнением Ричардсона, ток термоэлектронной эмиссии с поверхности полупроводника окажется больше, чем ток термоэлектронной эмиссии с поверхности металла:

В начальный момент времени, при контакте названных материалов, ток от полупроводника в металл превысит обратный ток (из металла в полупроводник), в результате чего в приповерхностных областях как полупроводника, так и металла — станут накапливаться объемные заряды — положительные в полупроводнике и отрицательные — в металле. В контактной области возникнет электрическое поле, образованное этими зарядами, и будет иметь место изгиб энергетических зон.

Под действием поля термодинамическая работа выхода для полупроводника возрастет, и возрастание будет происходить до тех пор, пока в контактной области не уравняются термодинамические работы выхода, и соответствующие им токи термоэлектронной эмиссии применительно к поверхности.

Картина перехода к равновесному состоянию с формированием потенциального барьера для полупроводника p-типа и металла аналогична рассмотренному примеру с полупроводником n-типа и металла. Роль внешнего напряжения — регулировка высоты потенциального барьера и напряженности электрического поля в области пространственного заряда полупроводника.

На рисунке выше представлены зонные диаграммы различных этапов формирования барьера Шоттки. В условиях равновесия в области контакта токи термоэлектронной эмиссии выравнялись, вследствие эффекта поля возник потенциальный барьер, высота которого равна разности термодинамических работ выхода: φк = ФМе — Фп/п.

Очевидно, вольт-амперная характеристика для барьера Шоттки получается несимметричной. В прямом направлении ток растет по экспоненте вместе с ростом прикладываемого напряжения. В обратном направлении ток не зависит от напряжения. В обоих случаях ток обусловлен электронами в качестве основных носителей заряда.

Диоды Шоттки поэтому отличаются быстродействием, ведь в них исключены диффузные и рекомбинационные процессы, требующие дополнительного времени. С изменением числа носителей и связана зависимость тока от напряжения, ибо в процессе переноса заряда участвуют эти носители. Внешнее напряжение меняет число электронов, способных перейти с одной стороны барьера Шоттки на другую его сторону.

Вследствие технологии изготовления и на основе описанного принципа действия, — диоды Шоттки имеют малое падение напряжения в прямом направлении, значительно меньшее чем у традиционных p-n-диодов.

Здесь даже малый начальный ток через контактную область приводит к выделению тепла, которое затем способствует появлению дополнительных носителей тока. При этом отсутствует инжекция неосновных носителей заряда.

У диодов Шоттки поэтому отсутствует диффузная емкость, поскольку нет неосновных носителей, и как следствие — быстродействие достаточно высокое по сравнению с полупроводниковыми диодами. Получается подобие резкого несимметричного p-n-перехода.

Таким образом, прежде всего диоды Шоттки — это СВЧ-диоды различного назначения: детекторные, смесительные, лавинно-пролетные, параметрические, импульсные, умножительные. Диоды Шоттки можно применять в качестве приемников излучения, тензодатчиков, детекторов ядерного излучения, модуляторов света, и наконец — выпрямителей высокочастотного тока.

Обозначение диода Шоттки на схемах

Диоды Шоттки сегодня

На сегодняшний день диоды Шоттки распространены весьма широко в электронных устройствах. На схемах они изображаются по иному, чем обычные диоды. Часто можно встретить сдвоенные выпрямительные диоды Шоттки, выполненные в трехвыводном корпусе свойственном силовым ключам. Такие сдвоенные конструкции содержат внутри два диода Шоттки, объединенные катодами или анодами, чаще — катодами.

Диоды в сборке имеют очень близкие параметры, поскольку каждая такая сборка изготавливается единым технологическим циклом, и в итоге их рабочий температурный режим одинаков, соответственно выше и надежность. Прямое падение напряжения 0,2 — 0,4 вольта наряду с высоким быстродействием (единицы наносекунд) — несомненные преимущества диодов Шоттки перед p-n-собратьями.

Особенность барьера Шоттки в диодах, применительно к малому падению напряжения, проявляется при приложенных напряжениях до 60 вольт, хотя быстродействие остается непоколебимым. Сегодня диоды Шоттки типа 25CTQ045 (на напряжение до 45 вольт, на ток до 30 ампер для каждого из пары диодов в сборке) можно встретить во многих импульсных источниках питания, где они служат в качестве силовых выпрямителей для токов частотой до нескольких сотен килогерц.

Нельзя не затронуть тему недостатков диодов Шоттки, они конечно есть, и их два. Во-первых, кратковременное превышение критического напряжения мгновенно выведет диод из строя. Во-вторых, температура сильно влияет на максимальный обратный ток. При очень высокой температуре перехода диод просто пробьет даже при работе под номинальным напряжением.

Ни один радиолюбитель не обходится без диодов Шоттки в своей практике. Здесь можно отметить наиболее популярные диоды: 1N5817, 1N5818, 1N5819, 1N5822, SK12, SK13, SK14. Эти диоды есть как в выводном исполнении, так и в SMD. Главное, за что радиолюбители их так ценят — высокое быстродействие и малое падение напряжения на переходе — максимум 0,55 вольт — при невысокой цене данных компонентов.

Редкая печатная плата обходится без диодов Шоттки в том или ином назначении. Где-то диод Шоттки служит в качестве маломощного выпрямителя для цепи обратной связи, где-то — в качестве стабилизатора напряжения на уровне 0,3 — 0,4 вольт, а где-то является детектором.

В приведенной таблице вы можете видеть параметры наиболее распространенных сегодня маломощных диодов Шоттки.

Диод Шоттки еще одна разновидность типичного полупроводникового диода, его отличительная особенность это малое падение напряжения при прямом включении. Название свое он получил в честь немецкого физика изобретателя Вальтера Шоттки. В этих диодах в роли потенциального барьера применяется переход металл-полупроводник, а не p-n переход. Допустимое обратное напряжение диодов Шоттки обычно около 1200 вольт, например CSD05120 и его аналоги, на практике они используются в низковольтных цепях при обратном напряжении до нескольких десятков вольт.

На принципиальных схемах они обозначается почти как диод, мотри рисунок выше, но с небольшими графическими отличиями, кроме того достаточно часто попадаются сдвоенные диоды-шоттки.

Сдвоенный диод Шоттки – это два отдельных элемента собранных в одном общем корпусе причем выводы катодов или анодов этих компонентов объединены. Поэтому сдвоенный диод, обычно трех выводной. В импульсных и компьютерных блоках питания можно достаточно часто увидеть сдвоенные диоды Шоттки с общим катодом.

Так как оба диода размещены в едином корпусе и собраны при одинаковом технологическом процессе, то их технические параметры почти идентичны. При подобном размещение в одном корпусе, во время работе они будут находится в одном температурном режиме, а это один из главный факторов увеличения надежность работы устройства в целом.

Достоинства

Падение напряжения на диоде при прямом включении всего 0,2-0,4 вольт, в то время, как на типовых кремниевых диодах, этот параметр составляет 0,6-0,7 вольта. Такое низкое падение напряжения на полупроводнике, при прямом включении, свойственно только диодам Шоттки с обратным напряжением максимум десятки вольт, но в случае повышения уровня приложенного напряжения, падение напряжения на диоде Шоттки уже сопоставимо с кремниевым диодом, что достаточно сильно ограничивает использование диодов Шоттки в современной электронике.
Теоретически любой диод Шоттки может обладает малой емкостью барьера. Отсутствие в явном виде классического p-n перехода позволяет существенно увеличить рабочую частоту прибора. Этот параметр нашел широкое применение в производстве интегральных микросхем, где диодами Шоттки шунтируют переходы транзисторов, используемых в роле логических элементов. В силовой электронике важен другой параметр диодов Шоттки, а именно, низкое время восстановления дает возможность использовать силовые выпрямители на частоты от сотни кГц и выше. Например, радиокомпонент MBR4015 (на 15 В и 40 А), используется для выпрямления ВЧ напряжения, а его время восстановления всего 10 кВ/мкс.
Благодаря указанным выше положительным свойствам, выпрямители построенные на диодах Шоттки отличаются от выпрямителей на стандартных диодах более низким уровнем помех, поэтому их применяют в аналоговых вторичных блоках питания.

Минусы

В случае краткосрочного превышении допустимого уровня обратного напряжения диод Шоттки выходит из строя, в отличие от типовых кремниевых диодов, которые просто перейдут в режим обратимого пробоя, при условии, что рассеиваемая мощность кристалла не выше допустимых значений, а после снижения напряжения диод полностью восстанавливает свои характеристики.
Диодам Шоттки свойственны более высокие значения обратных токов, увеличивающиеся с ростом температуры кристалла и в случае неудовлетворительных условий работы теплоотвода при работе с высокими токами приводят к тепловому пробою радиокомпонента.

Диоды Шоттки, как я уже отметил выше, активно используются в компьютерных блоках питания и импульсных стабилизаторах напряжения. Они используются в низковольтных и сильноточных частях схемы компьютерных ИБП на + 3,3 вольта и + 5,0 вольт. Чаще всего применяются сдвоенные диоды с общим катодом. Именно использование сдвоенных диодов считаться признаком высококачественного .

Сгоревший диод Шоттки одна из наиболее типовых неисправностей при . У диода может быть два нерабочих состояния: электрический пробой и утечка на корпус. При любом из этих состояний ИБП блокируется благодаря встроенной схеме защиты.

В случае электрического пробоя все вторичные напряжения в блоке питания отсутствуют. Во случае утечки вентилятор компьютерного БП может «подёргиваться» и на выходе могут появляются пульсации выходного напряжения, периодически пропадающие. То есть модуль защиты периодически срабатывает, но полной блокировки не происходит. Диоды Шоттки 100% сгорели, если радиатор, на котором они закреплены, очень теплый или сильно пованивает горелым от них.

Следует сказать пару слов о том, что при ремонте ИБП после замены диодов, особенно с подозрением на утечку на корпус, следует прозвонить все силовые транзисторы работающие в ключевом режиме. А также в случае замены ключевых транзисторов проверка диодов является обязательной и строго необходимой.

Методика проверки диода Шоттки такая же, как и стандартного типового диода. Но и тут есть небольшие отличия. Очень трудно проверить диод этого типа уже впаянный в схему. Поэтому, сборку или отдельный элемент необходимо сначала демонтировать из схемы для проверки. Достаточно просто можно определить полностью пробитый элемент. На всех пределах измерения сопротивления, мультиметр отобразит в обе стороны бесконечно низкое сопротивление или короткое замыкание.

Сложнее проверить с подозрением на утечку. Если проводить проверку типичным мультиметром, например DT-830 в режиме «диода» то мы увидим исправный компонент. Однако если сделать измерение в режиме омметра, то обратное сопротивление на пределе «20 кОм» определяется как бесконечно огромное (1). Если же элемент показывает какое-то сопротивление, например 5 кОм, то этот диод лучше считать подозрительный и заменить на точно работоспособный. Иногда лучше сразу заменить диодов Шоттки по шинам +3,3V и +5,0V в компьютерном ИБП.

Их иногда используют в приемники альфа и бета излучения (дозиметрах), фиксаторах нейтронного излучения, а кроме того на барьерных переходах Шоттки собирают панели солнечных батарей которые питают электроэнергией космические аппараты бороздящие просторы нашей необъятной вселенной.

Упаковка:
В блистр-ленте на катушке диаметром 180 мм по 3000 диодных сборок в SOT323 и по 3000 в корпусе SOT23.

Диоды Шоттки от 1 Ампера

Маркировка диода Шоттки	Макс. обратное напряжение	Макс. ток	Имп. прямой ток	Макс. прямое напряжение	Максимальный обратный ток	Тип корпуса диода	Характеристики диода	Склад	Заказ
SM5819	40В	1А	25A	0,6В	1,0мА при 25°С и 10мА при 100°С	MELF				SS14	40В	1А	30А	0,5В		SMA				SS16	60В	1А	30А	0,7В	0,5мА при 25°С и 50мА при 100°С	SMA				S100	100В	1А	30А	0,85В	0,5мА при 25°С и 20мА при 100°С	SMA				MS120	200В	1А	30А	0,9В	0,002мА при 25°С и 20мА при 125°С	SMA				SR24	40В	2А	50A	0,5В		SMA				SR26	60В	2А	50A	0,7В	0,5 мАпри 25°С и 20мА при 100°С	SMA				SX34 (SK34А)	40В	3А	80А	0,5В	0,2мА при 25°С и 20мА при 100°С	SMA				SX36	60В	3А	80А	0,75В	0,1мА при 25°С и 20мА при 100°С	SMA				SK34	40В	3А	100А	0,5В	0,5 мА при 25°С и 20мА при 100°С	SMC				MB310 (SK39 PanJit)	100В	3А	100А	0,8В	0,05мА при 25°С и 20мА при 100°С	SMC				MB510 (SK59 PanJit)	100В	5А	100А	0,8В	0,05мА при 25°С и 10мА при 100°С	SMC				SVC10120VB	120В	10А	200А	0,79В	0,010мА	TO-277B

Купить

Упаковка:
В блистр-ленте на катушке диаметром 330 мм по 5000 диодов Шоттки в TO-277B и MELF, по 3000 в SMC. В блистр-ленте на катушке диаметром 180 мм по 1800 диодов Шоттки в SMA.

Быстрые диоды Шоттки

Упаковка:
В блистр-ленте на катушке диаметром 180 мм по 3000 диодов Шоттки в SOD123FL.

Схема подключения диода шоттки — Яхт клуб Ост-Вест

Диод Шоттки — полупроводниковый диод с малым падением напряжения при прямом включении. Назван в честь немецкого физика Вальтера Шоттки. В специальной литературе часто используется более полное название — Диод с барьером Шоттки.

В диодах Шоттки в качестве барьера Шоттки используется переход металл-полупроводник, в отличие от обычных диодов, где используется p-n-переход. Переход металл-полупроводник обладает рядом особенных свойств (отличных от свойств полупроводникового p-n-перехода). К ним относятся: пониженное падение напряжения при прямом включении, высокий ток утечки, очень маленький заряд обратного восстановления. Последнее объясняется тем, что по сравнению с обычным p-n-переходом у таких диодов отсутствует диффузия, связанная с инжекцией неосновных носителей, т. е. они работают только на основных носителях, а их быстродействие определяется только барьерной ёмкостью.

Диоды Шоттки изготавливаются обычно на основе кремния (Si) или арсенида галлия (GaAs), реже — на основе германия (Ge). Выбор металла для контакта с полупроводником определяет многие параметры диода Шоттки. В первую очередь — это величина контактной разности потенциалов, образующейся на границе металл-полупроводник. При использовании диода Шоттки в качестве детектора она определяет его чувствительность, а при использовании в смесителях — необходимую мощность гетеродина. Поэтому чаще всего используются металлы Ag, Au, Pt, Pd, W, которые наносятся на полупроводник и дают величину потенциального барьера 0,2. 0,9 эВ.

Допустимое обратное напряжение выпускаемых диодов Шоттки ограничено 1200 вольтами (CSD05120 и аналоги), на практике большинство диодов Шоттки применяются в низковольтных цепях при обратном напряжении порядка единиц и нескольких десятков вольт.

Содержание

Свойства диодов Шоттки [ править | править код ]

Номенклатура диодов Шоттки [ править | править код ]

Диоды Шоттки — составные части современных дискретных полупроводниковых приборов:

МОП-транзисторы со встроенным обратным диодом Шоттки (впервые выпущены компанией International Rectifier под торговой маркой FETKY в 1996) — основной компонент синхронных выпрямителей. В отличие от обычного МОП-транзистора, обратный диод которого отличается высоким прямым падением напряжения и посредственными временны́ми характеристиками (так как представляет собой обычный диод на p-n переходе, образуемый областями стока и подложкой, объединённой с истоком), использование обратного диода Шоттки позволяет строить силовые синхронные выпрямители с частотой преобразования в сотни кГц и выше. Существуют приборы этого класса со встроенными драйверами затворов и устройствами управления синхронным выпрямлением.
Так называемые ORing [3] -диоды и ORing-сборки — силовые диоды и диодные сборки, применяемые для объединения параллельных источников питания общей нагрузки в устройствах повышенной надёжности (логическое ИЛИ по питанию). Отличаются особо низким, нормируемым прямым падением напряжения. Например, специализированный миниатюрный диод MBR140 (30 В, 1 А) при токе 100 мА имеет прямое падение напряжения не более 360 мВ при +25 °C и 300 мВ при +85 °C. ORing-диоды характеризуются относительно большой площадью p-n-перехода и низкими удельными плотностями тока.

Развитие электроники требует все более высоких стандартов от радиодеталей. Для работы на высоких частотах используют диод Шоттки, который по своим параметрам превосходит кремниевые аналоги. Иногда можно встретить название диод с барьером Шоттки, что в принципе означает то же самое.

Конструкция
Миниатюризация
Использование на практике
Тестирование и взаимозаменяемость

Конструкция

Отличается диод Шоттки от обыкновенных диодов своей конструкцией, в которой используется металл-полупроводник, а не p-n переход. Понятно, что свойства здесь разные, а значит, и характеристики тоже должны отличаться.

Действительно, металл-полупроводник обладает такими параметрами:

Имеет большое значение тока утечки;
Невысокое падение напряжения на переходе при прямом включении;
Восстанавливает заряд очень быстро, так как имеет низкое его значение.

Диод Шоттки изготавливается из таких материалов, как арсенид галлия, кремний; намного реже, но также может использоваться – германий. Выбор материала зависит от свойств, которые нужно получить, однако в любом случае максимальное обратное напряжение, на которое могут изготавливаться данные полупроводники, не выше 1200 вольт – это самые высоковольтные выпрямители. На практике же намного чаще их используют при более низком напряжении – 3, 5, 10 вольт.

На принципиальной схеме диод Шоттки обозначается таким образом:

Но иногда можно увидеть и такое обозначение:

Это означает сдвоенный элемент: два диода в одном корпусе с общим анодом или катодом, поэтому элемент имеет три вывода. В блоках питания используют такие конструкции с общим катодом, их удобно использовать в схемах выпрямителей. Часто на схемах рисуется маркировка обычного диода, но в описании указывается, что это Шоттки, поэтому нужно быть внимательными.

Диодные сборки с барьером Шоттки выпускаются трех типов:

1 тип – с общим катодом;

2 тип – с общим анодом;

3 тип – по схеме удвоения.

Такое соединение помогает увеличить надежность элемента: ведь находясь в одном корпусе, они имеют одинаковый температурный режим, что важно, если нужны мощные выпрямители, например, на 10 ампер.

Но есть и минусы. Все дело в том, что малое падение напряжения (0,2–0,4 в) у таких диодов проявляется на небольших напряжениях, как правило – 50–60 вольт. При более высоком значении они ведут себя как обычные диоды. Зато по току эта схема показывает очень хорошие результаты, ведь часто бывает необходимо – особенно в силовых цепях, модулях питания – чтобы рабочий ток полупроводников был не ниже 10а.

Еще один главный недостаток: для этих приборов нельзя превышать обратный ток даже на мгновение. Они тут же выходят из строя, в то время как кремниевые диоды, если не была превышена их температура, восстанавливают свои свойства.

Но положительного все-таки больше. Кроме низкого падения напряжения, диод Шоттки имеет низкое значение емкости перехода. Как известно: ниже емкость – выше частота. Такой диод нашел применение в импульсных блоках питания, выпрямителях и других схемах, с частотами в несколько сотен килогерц.

Вольтамперная характеристика светодиода (ВАХ)

ВАХ такого диода имеет несимметричный вид. Когда приложено прямое напряжение, видно, что ток растет по экспоненте, а при обратном – ток от напряжения не зависит.

Все это объясняется, если знать, что принцип работы этого полупроводника основан на движении основных носителей – электронов. По этой же самой причине эти приборы и являются такими быстродействующими: у них отсутствуют рекомбинационные процессы, свойственные приборам с p-n переходами. Для всех приборов, имеющих барьерную структуру, свойственна несимметричность ВАХ, ведь именно количеством носителей электрического заряда обусловлена зависимость тока от напряжения.

Миниатюризация

С развитием микроэлектроники стали широко применяться специальные микросхемы, однокристальные микропроцессоры. Все это не исключает использования навесных элементов. Однако если для этой цели использовать радиоэлементы обычных размеров, то это сведет на нет всю идею миниатюризации в целом. Поэтому были разработаны бескорпусные элементы – smd компоненты, которые в 10 и более раз меньше обычных деталей. ВАХ таких компонентов ничем не отличается от ВАХ обычных приборов, а их уменьшенные размеры позволяют использовать такие запчасти в различных микросборках.

Компоненты smd имеют несколько типоразмеров. Для ручной пайки подходят smd размера 1206. Они имеют размер 3,2 на 1,6 мм, что позволяет их впаивать самостоятельно. Другие элементы smd более миниатюрные, собираются на заводе специальным оборудованием, и самому, в домашних условиях, их паять невозможно.

Принцип работы smd компонента также не отличается от его большого аналога, и если, к примеру, рассматривать ВАХ диода, то она в одинаковой степени будет подходить для полупроводников любого размера. По току изготавливаются от 1 до 10 ампер. Маркировка на корпусе часто состоит из цифрового кода, расшифровка которого приводится в специальных таблицах. Протестировать на пригодность их можно тестером, как и большие аналоги.

Использование на практике

Выпрямители Шоттки используется в импульсных блоках питания, стабилизаторах напряжения, импульсных выпрямителях. Самыми требовательными по току – 10а и более – это напряжения 3,3 и 5 вольт. Именно в таких цепях вторичного питания приборы Шоттки используют чаще всего. Для усиления значений по току их включают вместе по схеме с общим анодом или катодом. Если каждый из сдвоенных диодов будет на 10 ампер, то получится значительный запас прочности.

Одна из самых частых неисправностей импульсных модулей питания – выход из строя этих самых диодов. Как правило, они либо полностью пробиваются, либо дают утечку. В обоих случаях неисправный диод нужно заменить, после чего проверить мультиметром силовые транзисторы, а также замерить напряжения питания.

Тестирование и взаимозаменяемость

Проверить выпрямители Шоттки можно так же, как и обычные полупроводники, так как они имеют похожие характеристики. Мультиметром необходимо прозвонить его в обе стороны – он должен показать себя так же, как и обычный диод: анод-катод, при этом утечек быть не должно. Если он показывает даже незначительное сопротивление – 2–10 килоом, это уже повод для подозрений.

Проверка диода Шоттки мультиметром

Диод с общим анодом или катодом можно проверить как два обычных полупроводника, соединенных вместе. Например, если анод общий, то это будет одна ножка из трех. На анод ставим один щуп тестера, другие ножки – это разные диоды, на них ставится другой щуп.

Можно ли его заменить на другой тип? В некоторых случаях диоды Шоттки меняют на обычные германиевые. К примеру, Д305 при токе 10 ампер давал падение всего 0,3 вольта, а при токах 2–3 ампера их вообще можно ставить без радиаторов. Но главная цель установки Шоттки – это не малое падение, а низкая емкость, поэтому заменить получится не всегда.

Как видим, электроника не стоит на месте, и дальнейшие варианты применения быстродействующих приборов будет только увеличиваться, давая возможность разрабатывать новые, более сложные системы.

Очень часто в электротехнике или различных схемах электрических цепей встречается такое понятие, как диод Шоттки. Прежде всего, это специальный диод-полупроводник, имеющий при прямом включении маленькое падение напряжения,и состоящий из полупроводника и металла. Свое название получил в честь изобретателя из Германии Вальтера Шоттки, который изобрел этот электронный элемент.

Допустимое обратное напряжение в электронном элементе в промышленных целях ограничено 250 вольтами. На практике применяется в основном в низковольтных цепях, чтобы предотвратить течение тока в обратную сторону. По своей мощности разделяются на несколько групп: маломощные, среднемощные и мощные.

Само устройство состоит из металла — полупроводника, пассивации стеклом, защитного кольца и металла. Когда по цепи начинает идти электрический ток, то на защитном кольце и по всей области барьера-полупроводника будут скапливаться положительные и отрицательные заряды, но в разных частях корпуса, при котором будет возникать электрическое поле и выделяется тепло, что является большим плюсом для некоторых опытов в физике.

Отличие от других полупроводников

Этот электронный элемент отличается от других тем, что в нем в качестве преграды используется металл — полупроводник, который имеет одностороннюю электропроводимость, и обладающий многими другими отличительными свойствами. Такими металлами-полупроводниками могут быть арсенид галлий, золото, карбид кремния, вольфрам, германий, палладий, платина и так далее.

От выбранного металла будет зависеть и вся работа электронного элемента Шоттки. Особенно часто используют кремний, потому что он надежнее других, хорошо работает на больших мощностях. Также чаще других металлов используют полупроводник на основе арсенида галлия (GaAs) — химическое соединение мышьяка и галлия, реже — на основе германия (Ge). Технология изготовления этих электронных элементов очень проста, поэтому он и является самым дешевым.

Также диод Шоттки отличается от других стабильной работой при подаче тока. Для стабильности используют внедрение в корпус этого электронного элемента специальных кристаллов, что является очень тонкой работой, потому что халатность или невнимательность может привести к неисправности устройства. Этим редко занимаются люди, чаще всего эту работу выполняет специальный робот — автомат, запрограммированный для такой операции.

Диод Шоттки обозначение и маркировка

Как и все электронные детали и элементы имеют обозначения, на принципиальных схемах этот электронный элемент изображается вот так (см. рис. 1), что несколько отличается от обозначения обычного полупроводника.

Еще на схемах можно встретить изображение сдвоенного диода Шоттки (см. рис. 2). Это два смонтированных электронных элемента в одном общем корпусе. Аноды или катоды у них спаяны, поэтому имеют три вывода.

Этот электронный элемент, как и большинство, маркируется сбоку. И если непонятны буквы и цифры на обозначении, то можно посмотреть по радиотехническому справочнику их расшифровку.

Достоинства и недостатки

У этого устройства есть свои положительные стороны и свои недостатки.

Хорошо удерживает электрический ток в цепи;
Маленькая емкость барьера из металлов — полупроводников, что увеличивает долгосрочную работоспособность диода;
В отличие от других полупроводников, в диоде Шоттки наблюдается низкое падение напряжения;
В электрической цепи данный диод Шоттки быстро действует.

Большой минус в том, что бывает очень большим обратный ток. В некоторых случаях, например, превышение нужного уровня обратного тока даже на несколько ампер, электронный элемент просто ломается или выходит из строя в самый неподходящий момент вне зависимости от того, новый он или старый. Также часто можно наблюдать утечки диодов, что может привести в некоторых случаях к печальным последствиям, если относится к проверке полупроводников с пренебрежением.

Диод Шоттки применение

Эти электронные элементы, представленные выше, можно встретить в нашем мире практически везде: в компьютерах, стабилизаторах, бытовой технике, радиовещании, телевидении, блоках питания, солнечных батареях, транзисторах и во многих других приборах из всех сферах жизни.

Во всех случаях поднимает эффективность и работоспособность, уменьшает численность потерь динамики напряжения, восстанавливает обратное сопротивление тока, принимает на себя излучение альфа, бета и гамма- зарядов, позволяет работать достаточно много времени без пробоев, удерживает ток в напряжении электрической цепи.

Диагностика диодов Шоттки

Можно провести диагностику электронного элемента Шоттки, если возникнет такая необходимость, но на это уйдет немного времени. Прежде всего, необходимо выпаять один элемент из диодного моста или электронной схемы. Осмотреть визуально и проверить тестером. В результате этих простых технических операций узнаете исправный ли полупроводник или нет. Хотя и необязательно выпаивать всю сборку, ведь это лишняя работа, а самое главное — затраты времени.

Также можно проверить данный диод или диодный мост мультиметром, при этом учитывайте то, что на приборе изготовитель пишет ток сбоку. Мы включаем мультиметр и подводим его щупы к концам анода и катода, и он покажет нам напряжение диода.

Иногда бывает так, что диод Шоттки может стать неисправным по некоторым причинам. Рассмотрим их:

Если в полупроводниковом элементе возникнет пробоина, то он просто перестает держать ток и становится проводником.
Если в полупроводнике или диодном мосту возникнет обрыв, тогда он вообще перестанет пропускать ток.

Причем в обоих случаях запаха гари вы не почувствуете и дыма не увидите, так как в корпусе встроена специальная защита против таких происшествий. Если вдруг в одном транзисторе сгорел вышесказанный диод, то убедитесь, что это единственное устройство, где вы нашли неисправность, потому что диоды обязательно нужно проверять все.

Хотя иногда может и не быть такой возможности для того, чтобы проверить диоды на исправность, когда это будет необходимо. Иногда бывает так, что компьютер начинает тормозить, включаться очень долго, «зависает». Возможно, дело связано именно с диодами, и каждый может разобрать процессор и посмотреть, что внутри случилось.

Нужно, прежде всего, обесточить компьютер и открыть блок питания в системном блоке. Сразу же можно заметить диоды. Проверьте, есть ли в них пробоины или обрывы. Если есть, то нужно их достать и заменить новым полупроводником, устранив неполадки самостоятельно, но лучше обратиться за помощью к профессионалам.

Полупроводники Шоттки в современном мире

Диоды Шоттки получили широкую популярность и распространение во всех сферах современной жизни, особенно в электронике. Их можно найти как сдвоенные выпрямительные диоды, где два полупроводника установлены в одном корпусе и концы анодов или катодов связаны между собой, так и простые, также бывают очень маленькими (например, очень часто встречается в мелких электрических деталях).

Этот полупроводник очень часто используют в импульсных блоках питания в бытовой технике, что значительно снижает потери и улучшает тепловой режим работы. Также данные электронные элементы используются в транзисторах в качестве выпрямителей тока, и в таких специальных диодах, которые используют для объединения параллельных источников питания.

Что такое диод шоттки, его характеристики и способ проверки мультиметром. Диод Шоттки. Особенности и обозначение на схеме

Основные диоды Шоттки, которые встречаются в блоках питания

Существуют и современные отечественные диодные сборки на большой ток. Вот их маркировка и внутренняя схема:

Высоковольтные силовые диоды Шоттки с напряжением до 1200 В

Обозначение диода Шоттки на схемах

Диоды Шоттки сегодня

Конструкция
Миниатюризация
Использование на практике

Конструкция

Действительно, металл-полупроводник обладает такими параметрами:

Имеет большое значение тока утечки;
Невысокое падение напряжения на переходе при прямом включении;
Восстанавливает заряд очень быстро, так как имеет низкое его значение.

На принципиальной схеме диод Шоттки обозначается таким образом:

Но иногда можно увидеть и такое обозначение:

Диодные сборки с барьером Шоттки выпускаются трех типов:

1 тип – с общим катодом;

2 тип – с общим анодом;

3 тип – по схеме удвоения.

Для экономии на платежах за электроэнергию наши читатели советуют «Экономитель энергии Electricity Saving Box». Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до использования экономителя. Он убирает реактивную составляющую из сети, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, ток потребления. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижаются затраты на ее оплату.

Миниатюризация

Использование на практике

Одна из самых частых неисправностей импульсных модулей питания – выход из строя этих самых диодов. Как правило, они либо полностью пробиваются, либо дают утечку. В обоих случаях неисправный диод нужно заменить, после чего проверить мультиметром силовые транзисторы, а также замерить напряжения питания.

Тестирование и взаимозаменяемость

На принципиальных схемах диод Шоттки изображается вот так.

Как видим, его изображение несколько отличается от обозначения обычного полупроводникового диода .

Кроме такого обозначения на схемах можно встретить и изображение сдвоенного диода Шоттки (сборки).

Применение диодов Шоттки в источниках питания.

Проверка диодов Шоттки мультиметром.

Как определить диод шоттки — Инженер ПТО

Обозначение, применение и параметры диодов Шоттки

На принципиальных схемах диод Шоттки изображается вот так.

Как видим, его изображение несколько отличается от обозначения обычного полупроводникового диода.

Кроме такого обозначения на схемах можно встретить и изображение сдвоенного диода Шоттки (сборки).

Так, сдвоенный диод Шоттки (Schottky rectifier) 60CPQ150 рассчитан на максимальное обратное напряжение 150V, а каждый из диодов сборки способен пропустить в прямом включении 30 ампер!

В радиолюбительской практике прижились диоды Шоттки серии 1N581x (1N5817, 1N5818, 1N5819). Все они рассчитаны на максимальный прямой ток (I_F(AV)) – 1 ампер и обратное напряжение (V_RRM) от 20 до 40 вольт. Падение напряжения (V_F) на переходе составляет от 0,45 до 0,55 вольт. Как уже говорилось, прямое падение напряжения (Forward voltage drop) у диодов с барьером Шоттки очень мало.

Также на печатных платах можно встретить диоды серии SK12 – SK16 для поверхностного монтажа. Они имеют довольно небольшие размеры. Несмотря на это SK12-SK16 выдерживают прямой ток до 1 ампера при обратном напряжении 20 – 60 вольт. Прямое падение напряжения составляет 0,55 вольт (для SK12, SK13, SK14) и 0,7 вольт (для SK15, SK16). Также на практике можно встретить диоды серии SK32 – SK310, например, SK36, который рассчитан на прямой ток 3 ампера.

Применение диодов Шоттки в источниках питания.

Диоды Шоттки активно применяются в блоках питания компьютеров и импульсных стабилизаторах напряжения. Среди низковольтных питающих напряжений самыми сильноточными (десятки ампер) являются напряжения +3,3 вольта и +5,0 вольт. Именно в этих вторичных источниках питания и используются диоды с барьером Шоттки. Чаще всего используются трёхвыводные сборки с общим катодом. Именно применение сборок может считаться признаком высококачественного и технологичного блока питания.

Проверка диодов Шоттки мультиметром.

В диодах Шоттки в качестве барьера Шоттки используется переход металл-полупроводник, в отличие от обычных диодов, где используется p-n-переход. Переход металл-полупроводник обладает рядом особенных свойств (отличных от свойств полупроводникового p-n-перехода). К ним относятся: пониженное падение напряжения при прямом включении, высокий ток утечки, очень маленький заряд обратного восстановления. Последнее объясняется тем, что по сравнению с обычным p-n-переходом у таких диодов отсутствует диффузия, связанная с инжекцией неосновных носителей, т.е. они работают только на основных носителях, а их быстродействие определяется только барьерной ёмкостью.

Содержание

Свойства диодов Шоттки [ править | править код ]

Номенклатура диодов Шоттки [ править | править код ]

Диоды Шоттки — составные части современных дискретных полупроводниковых приборов:

МОП-транзисторы со встроенным обратным диодом Шоттки (впервые выпущены компанией International Rectifier под торговой маркой FETKY в 1996) — основной компонент синхронных выпрямителей. В отличие от обычного МОП-транзистора, обратный диод которого отличается высоким прямым падением напряжения и посредственными временны́ми характеристиками (так как представляет собой обычный диод на p-n переходе, образуемый областями стока и подложкой, объединённой с истоком), использование обратного диода Шоттки позволяет строить силовые синхронные выпрямители с частотой преобразования в сотни кГц и выше. Существуют приборы этого класса со встроенными драйверами затворов и устройствами управления синхронным выпрямлением.
Так называемые ORing [3] -диоды и ORing-сборки — силовые диоды и диодные сборки, применяемые для объединения параллельных источников питания общей нагрузки в устройствах повышенной надёжности (логическое ИЛИ по питанию). Отличаются особо низким, нормируемым прямым падением напряжения. Например, специализированный миниатюрный диод MBR140 (30 В, 1 А) при токе 100 мА имеет прямое падение напряжения не более 360 мВ при +25 °C и 300 мВ при +85 °C. ORing-диоды характеризуются относительно большой площадью p-n-перехода и низкими удельными плотностями тока.

Виды диодов

Диод Шоттки относится к семейству диодов. Выглядит он почти также, как и его собраться, но есть небольшие отличия.

Простой диод выглядит на схемах вот так:

обозначение диода на схеме

Стабилитрон уже обозначается, как диод с “кепочкой”

обозначение стабилитрона на схеме

Диод Шоттки имеет две “кепочки”

обозначение диода шоттки на схеме

Чтобы проще запомнить, можно добавить голову и ножки и представить себе человечка, танцующего ламбаду)

Обратное напряжение диода

Итак, как вы помните, диод пропускает электрический ток только в одном направлении, а в другом направлении блокирует прохождение электрического тока до какого-то критического значения, называемым обратным напряжением диода.

Это значение можно найти в даташите

обратное напряжение диода

Для каждой марки диода оно разное

Если превысить это значение, то произойдет пробой, и диод выйдет из строя.

Падение напряжения на диоде Шоттки

Если же подать прямой ток на диод, то на диоде будет “оседать” напряжение. Это падение напряжения называется прямым падением напряжения на диоде. В даташитах обозначается как V_f , то есть Voltage drop.

прямое падение напряжения на диоде

Если пропустить через такой диод прямой ток, то мощность, которая будет на нем рассеиваться, будет определяться формулой:

V_f – прямое падение напряжение на диоде, В

Поэтому, одним из главных преимуществ диода Шоттки является то, что его прямое падение напряжения намного меньше, чем у простого диода. Следовательно, он будет меньше рассеивать тепло, или простым языком, меньше нагреваться.

Давайте рассмотрим один из примеров. Возьмем диод 1N4007. Его прямое падение напряжения составляет 0,83 Вольт, что типично для простого полупроводникового диода.

падение напряжение на диоде в прямом включении

В настоящий момент через него проходит сила тока, равная 0,5 А. Давайте рассчитаем его рассеиваемую мощность в данный момент. P=0,83 x 0,5 = 0,415 Вт.

Если рассмотреть этот случай через тепловизор, то можно увидеть, что его температура корпуса составила 54,4 градуса по Цельсию.

Теперь давайте проведем тот же самый эксперимент с диодом Шоттки 1N5817. Как вы видите, его прямое падение напряжения составило примерно 0,35 В.

падение напряжения на диоде Шоттки при прямом включении

При прохождении силы тока через диод Шоттки в 0,5 А, мы получим рассеиваемую мощность P=0,5 x 0,35 = 0,175 Вт. При этом тепловизор нам покажет, что температура корпуса уже будет 38,2 градуса.

Следовательно, Шоттки намного эффективнее, чем простой полупроводниковый диод в плане пропускания через себя прямого тока, так как он обладает меньшим падением напряжения, а следовательно, меньше рассеивает тепло в окружающее пространство и меньше нагревается.

Прямое падение напряжения можно также посмотреть и в даташитах. Например, прямое падение напряжения на диоде Шоттки 1N5817 можно найти из графика зависимости прямого тока от падения напряжения на диоде Шоттки

график зависимости прямого тока от напряжения

В нашем случае если следовать графо-аналитическому способу, то мы как раз получаем значение 0,35 В

Диод Шоттки в ВЧ цепях

Также диоды Шоттки обладают быстрой скоростью переключения. Это значит, что мы можем использовать их в высокочастотных (ВЧ) цепях.

Итак, возьмем генератор частоты и выставим синус частотой в 60 Гц

Возьмем диод 1N4007 и диод Шоттки 1N5817. Подключим их по простой схеме однополупериодного выпрямителя

и будем снимать с них показания

Как вы видите, оба они прекрасно справляются со своей задачей по выпрямлению сигнала на частоте в 60 Гц.

Но что будет, если мы увеличим частоту до 300 кГц?

Ого! Диод Шоттки более-менее справляется со своей задачей, что нельзя сказать о простом диоде 1N4007. Простой диод не может справиться со своей задачей не пропускать обратный ток, поэтому на осциллограмме мы видим отрицательный выброс

Отсюда можно сделать вывод: диоды Шоттки рекомендуется использовать в ВЧ цепях.

Обратный ток утечки

Но раз уж диоды Шоттки такие крутые, то почему бы их не использовать везде? Почему мы до сих пор используем простые диоды?

Если мы подключим диод в обратном направлении, то он будет блокировать прохождение электрического тока. Это верно, но не совсем. Очень маленький ток все равно будет проходить через диод. В некоторых случаях это не принимают во внимание. Этот маленький ток называется обратным током утечки. На английский манер это звучит как reverse leakage current.

Он очень мал, но имеет место быть.

Проведем простой опыт. Возьмем лабораторный блок питания, выставим на нем 19 В и подадим это напряжение на диод в обратном направлении

Замеряем ток утечки

обратный ток утечки диода

Как вы видите, его значение составляет 0,1 мкА.

Давайте теперь повторим этот же самый опыт с диодом Шоттки

обратный ток утечки диода Шоттки

Ого, уже почти 20 мкА! Ну да, в некоторых случаях это сущие копейки и ими можно пренебречь. Но есть схемы, где все-таки недопустим такой незначительный ток. Например, в схемах пикового детектора

схема пик детектора

В этом случае эти 20 мкА будут весьма значительны.

Но есть также еще один камень преткновения. С увеличением температуры обратный ток утечки возрастает в разы!

зависимость обратного тока утечки от температуры корпуса диода Шоттки

Поэтому, вы не можете использовать Шоттки везде в схемах.

Но и это еще не все. Обратное напряжение для диодов Шоттки в разы меньше, чем для простых выпрямительных диодов. Это можно также увидеть из даташита. Если для диода 1N4007 обратное напряжение составляет 1000 В

То для диода Шоттки 1N5817 это обратное напряжение уже будет составлять всего-то 20 В

Поэтому, если это напряжение превысит значение, которое описано в даташите, мы в итоге получим:

Применение диодов Шоттки

Диоды Шоттки находят достаточно широкое применение. Их можно найти везде, где требуется минимальное прямое падение напряжения, а также в цепях ВЧ. Чаще всего их можно увидеть в компьютерных блоках питания, а также в импульсных стабилизаторах напряжения.

Также эти диоды нашли применение в солнечных панелях, так как солнечные панели генерируют электрический ток только в светлое время суток. Чтобы в темное время суток не было обратного процесса потребления тока от аккумуляторов, в панели монтируют диоды Шоттки

Шоттки в солнечных панелях

В компьютерной технике чаще всего можно увидеть два диода в одном корпусе

При написании данной статьи использовался материал с этого видео

Как проверить диод шоттки тестером

Конструкция
Миниатюризация
Использование на практике
Тестирование и взаимозаменяемость

Конструкция

Действительно, металл-полупроводник обладает такими параметрами:

Имеет большое значение тока утечки;
Невысокое падение напряжения на переходе при прямом включении;
Восстанавливает заряд очень быстро, так как имеет низкое его значение.

На принципиальной схеме диод Шоттки обозначается таким образом:

Но иногда можно увидеть и такое обозначение:

Диодные сборки с барьером Шоттки выпускаются трех типов:

1 тип – с общим катодом;

2 тип – с общим анодом;

3 тип – по схеме удвоения.

Вольтамперная характеристика светодиода (ВАХ)

Миниатюризация

Использование на практике

Одна из самых частых неисправностей импульсных модулей питания – выход из строя этих самых диодов. Как правило, они либо полностью пробиваются, либо дают утечку. В обоих случаях неисправный диод нужно заменить, после чего проверить мультиметром силовые транзисторы, а также замерить напряжения питания.

Тестирование и взаимозаменяемость

Проверка диода Шоттки мультиметром

Проверка диода цифровым мультиметром

Чтобы определить исправность диода можно воспользоваться приведённой далее методикой его проверки цифровым мультиметром.

Но для начала вспомним, что представляет собой полупроводниковый диод.

Полупроводниковый диод – это электронный прибор, который обладает свойством однонаправленной проводимости.

У диода имеется два вывода. Один называется катодом, он является отрицательным. Другой вывод – анод. Он является положительным.

На физическом уровне диод представляет собой один p-n переход.

Напомню, что у полупроводниковых приборов p-n переходов может быть несколько. Например, у динистора их три! А полупроводниковый диод, по сути является самым простым электронным прибором на основе всего лишь одного p-n перехода.

Запомним, что рабочие свойства диода проявляются только при прямом включении. Что значит прямое включение? А это означает, что к выводу анода приложено положительное напряжение ( +), а к катоду – отрицательное, т. е. (–). В таком случае диод открывается и через его p-n переход начинает течь ток.

При обратном включении, когда к аноду приложено отрицательное напряжение (–), а к катоду положительное ( +), то диод закрыт и не пропускает ток.

Так будет продолжаться до тех пор, пока напряжение на обратно включённом диоде не достигнет критического, после которого происходит повреждение полупроводникового кристалла. В этом и заключается основное свойство диода – односторонняя проводимость.

У подавляющего большинства современных цифровых мультиметров (тестеров) в функционале присутствует возможность проверки диода. Эту функцию также можно использовать для проверки биполярных транзисторов. Обозначается она в виде условного обозначения диода рядом с разметкой переключателя режимов мультиметра.

Небольшое примечание! Стоит понимать, что при проверке диодов в прямом включении на дисплее показывается не сопротивление перехода, как многие думают, а его пороговое напряжение! Его ещё называют падением напряжения на p-n переходе. Это напряжение, при превышении которого p-n переход полностью открывается и начинает пропускать ток. Если проводить аналогию, то это величина усилия, направленного на то, чтобы открыть «дверь» для электронов. Это напряжение лежит в пределах 100 – 1000 милливольт (mV). Его то и показывает дисплей прибора.

В обратном включении, когда к аноду подключен минусовой (–) вывод тестера, а к катоду плюсовой ( +), то на дисплее не должно показываться никаких значений. Это свидетельствует о том, что переход исправен и в обратном направлении ток не пропускает.

В документации (даташитах) на импортные диоды пороговое напряжение именуется как Forward Voltage Drop (сокращённо V_f), что дословно переводится как «падение напряжения в прямом включении«.

Само по себе падение напряжения на p-n переходе нежелательно. Если помножить протекающий через диод ток (прямой ток) на величину падения напряжения, то мы получим ни что иное, как мощность рассеивания – ту мощность, которая бесполезно расходуется на нагрев элемента.

Узнать подробнее о параметрах диода можно здесь.

Проверка диода.

Чтобы было более наглядно, проведём проверку выпрямительного диода 1N5819. Это диод Шоттки. В этом мы скоро убедимся.

Производить проверку будем мультитестером Victor VC9805+. Также для удобства применена беспаечная макетная плата.

Обращаю внимание на то, что во время измерения нельзя держать выводы проверяемого элемента и металлические щупы двумя руками. Это грубая ошибка. В таком случае мы измеряем не только параметры диода, но и сопротивление своего тела. Это может существенно повлиять на результат проверки.

Держать щупы и выводы элемента можно только одной рукой! В таком случае в измерительную цепь включен только сам измерительный прибор и проверяемый элемент. Данная рекомендация справедлива и при измерении сопротивления резисторов, а также при проверке конденсаторов. Не забывайте об этом важном правиле!

Итак, проверим диод в прямом включении. При этом плюсовой щуп ( красный) мультиметра подключаем к аноду диода. Минусовой щуп (чёрный) подключаем к катоду. На фотографии, показанной ранее, видно, что на цилиндрическом корпусе диода нанесено белое кольцо с одного края. Именно с этой стороны у него вывод катода. Таким образом маркируется вывод катода у большинства диодов импортного производства.

Как видим, на дисплее цифрового мультиметра показалось значение порогового напряжения для 1N5819. Так как это диод Шоттки, то его значение невелико – всего 207 милливольт (mV).

Теперь проверим диод в обратном включении. Напоминаем, что в обратном включении диод ток не пропускает. Забегая вперёд, отметим, что и в обратном включении через p-n переход всё-таки протекает небольшой ток. Это так называемый обратный ток (I_обр). Но он настолько мал, что его обычно не учитывают.

Поменяем подключение диода к измерительным щупам мультиметра. Красный щуп подключаем к катоду, а чёрный к аноду.

На дисплее покажется «1» в старшем разряде дисплея. Это свидетельствует о том, что диод не пропускает ток и его сопротивление велико. Таким образом, мы проверили диод 1N5819 и он оказался полностью исправным.

Многие задаются вопросом: «Можно ли проверить диод не выпаивая его из платы?» Да, можно. Но в таком случае необходимо выпаять из платы хотя бы один его вывод. Это нужно сделать для того, чтобы исключить влияние других деталей, которые соединены с проверяемым диодом.

Если этого не сделать, то измерительный ток потечёт через все, в том числе, и через связанные с ним элементы. В результате тестирования показания мультиметра будут неверными!

В некоторых случаях данным правилом можно пренебречь, например, когда чётко видно, что на печатной плате нет таких деталей, которые могут повлиять на результат проверки.

Неисправности диода.

У диода есть две основные неисправности. Это пробой перехода и его обрыв.

Пробой. При пробое диод превращается в обычный проводник и свободно пропускает ток хоть в прямом направлении, хоть в обратном. При этом, как правило, пищит буззер мультиметра, а на дисплее показывается величина сопротивления перехода. Это сопротивление очень мало и составляет несколько ом, а то и вообще равно нулю.

Обрыв. При обрыве диод не пропускает ток ни в прямом, ни в обратном включении. В любом случае на дисплее прибора – «1«. При таком дефекте диод представляет собой изолятор. «Диагноз» – обрыв можно случайно поставить и исправному диоду. Особенно легко это сделать, когда щупы тестера порядком изношены и повреждены. Следите за исправностью измерительных щупов, провода у них ох какие «жиденькие» и при частом использовании легко рвутся.

А теперь пару слов о том, как по значению порогового напряжения (падению напряжения на переходе – Forward Voltage Drop (V_f)) можно ориентировочно судить о типе диода и материале из которого он изготовлен.

Вот небольшая подборка, составленная из конкретных диодов и соответствующих им величин V_f, которые были получены при их тестировании мультиметром. Все диоды были предварительно проверены на исправность.

Определение пригодности радиодеталей – основная процедура, проводимая при ремонте или обслуживании радиоэлектронной аппаратуры. И если с пассивными элементами все более или менее понятно, то активные требуют специальных подходов. Проверить сопротивление резистора или целостность катушки индуктивности не составляет труда.

С активными компонентами дело обстоит немного сложнее. Необходимо отдельно разобраться в том, как проверить диод мультиметром своими руками, учитывая, что это простейший и наиболее часто встречающийся полупроводниковый элемент электронных схем.

Виды диодов и их предназначение

Вкратце можно сказать, что диод представляет собой полупроводниковый компонент электронной схемы, предназначенный для однонаправленного пропускания тока. Другими словами, прибор пропускает ток в одном направлении, запирая его течение в обратном, образуя своеобразный электрический вентиль.

На принципиальных схемах диод обозначается в виде стрелки-указателя, на конце которой изображена черта, означающая запирание. Стрелка указывает направление течения тока. Нужно помнить, что в теоретической физике ток образуют позитивно заряженные частицы. Поэтому для открытия p-n перехода положительный потенциал прикладывают к началу стрелки, а отрицательный к ее концу. При таких условиях через прибор потечет прямой ток.

Рассмотрим наиболее распространенные типы диодов, учитывая, что интерес в плане проверки представляют лишь некоторые, а именно:

обычные диоды, созданные на основе p-n перехода;
с барьером Шоттки, чаще называемые просто диоды Шоттки;
стабилитрон, служащий для стабилизации потенциала и другие виды.

Существует еще множество типов диодов – варикапы, светодиоды или фотодиоды, например. Но ввиду сходности проверки работоспособности или малой распространенности эти устройства здесь не рассматриваются.

Определение типа элемента

Хорошо если размер корпуса позволяет нанести на нем хоть сколько-нибудь понятную маркировку. Но чаще всего диоды настолько малы, что их трудно маркировать даже цветом. В этом случае отличить диод от стабилитрона, например, не представляется возможным, ведь они как близнецы-братья.

В подобных ситуациях поможет лишь принципиальная схема аппарата, из которого извлечен элемент. В соответствии с ней можно определить тип компонента и его марку. Если же отсутствует эта информация, можно попробовать поискать принципиальную схему ремонтируемого аппарата в интернете или сделать фотоснимок элемента и также обратиться в Сеть и провести поиск по изображению.

Проверка диодов мультиметром или другим тестером должна проводиться только после определения их типа и марки, потому что разные виды тестируются по-разному.

Применение тестера

Простейшим, но от этого ничуть не менее эффективным, прибором для тестирования элементов электронных схем, полупроводниковых диодов, в том числе, является тестер радиодеталей. Более того, этот инструмент наиболее распространен в среде радиомастеров по причине неприхотливости, малых массогабаритных параметров и возможности измерения практически любых характеристик радиоэлементов и цепей, важных при ремонте.

Считается, что цифровые мультиметры, благодаря своей точности и удобству в эксплуатации, постепенно вытесняют аналоговые. Однако не стоит грешить на точность старенькой «цешки». В ее состав уже входят микросхемы, а мостовые резисторы имеют погрешность 1-2% (это очень высокая точность даже для интегральных микросхем). Поэтому, чтобы проверить исправность диода или транзистора нет необходимости покупать новый мультиметр, при наличии аналогового.

Цифровая индикация прижилась из-за отсутствия механических узлов в мультиметре. Это повысило его удароустойчивость и срок эксплуатации.

Проверка диодов упростилась и с появлением звукового сигнала, позволяющего даже не обращать внимания на дисплей. В большинстве мультиметров существует специальный режим, позволяющий в прямом и переносном смысле прозвонить диод. Он отмечен на корпусе соответствующим знаком.

Достаточно вставить черный штекер в разъем COM, а красный в разъем измерения сопротивления (Ω), установить переключатель на режиме прозвонки диодов, и можно начинать проверку.

Методика проверки

Проверка диодов мультиметром заключается в выяснении работоспособности их p-n перехода. Вообще, в радиоэлектронике бывают лишь две неисправности. Первая представляет собой разрыв цепи (перегорание), когда ток не течет ни в одном из направлений. Вторая же вызвана коротким замыканием (пробой) электродов, что превращает компонент в кусок обычного провода.

Методика тестирования предельно проста. При соединении анода с плюсовым щупом мультиметра, а катода с минусовым, p-n переход должен быть открыт, следовательно, его сопротивление близко к нулю. Цифровые измерители должны подать характерный сигнал. При обратном подключении p-n переход обязан быть заперт, о чем должно свидетельствовать бесконечное (в теории) его сопротивление. На дисплее цифрового тестера индицируется цифра 1. Так звонится рабочий диод. Если же ток проходит, вне зависимости от полярности подключения, налицо короткое замыкание. В случае когда прибор не звонится ни в ту ни в другую сторону имеет место разрыв.

Нередко можно услышать вопрос о том, как проверить диод Шоттки. Действительно, эти компоненты принципиально отличаются от прочих. Дело в том, что p-n переход даже в открытом состоянии имеет сопротивление, хотя и небольшое. Это, в свою очередь, вызывает потери энергии, рассеиваемые в виде тепла. Для сокращения последних один из полупроводниковых электродов диода был заменен металлом. И хотя ток потерь в этом случае немного увеличивается, но в открытом состоянии сопротивление перехода очень низко, что обуславливает экономичность прибора. В остальном проверка диода Шоттки с использованием мультиметра ничем не отличается от тестирования обычного p-n перехода.

Стабилитроны

Особняком стоит вопрос о проверке стабилитронов. Проверять их по описанной выше методике нет смысла, разве что можно убедиться в целостности p-n перехода. В отличие от обычного выпрямительного диода, стабилитрон использует обратную ветвь вольтамперной характеристики (ВАХ). Поэтому для исследования стабилизирующих свойств рабочую точку нужно сместить именно на этот участок графика.

Для этого используется простенькая схема из источника питания и токоограничительного резистора. В этом случае мультиметром измеряется не сопротивление перехода, а напряжение, при плавном повышении питающего потенциала. Стабилитрон считается рабочим, если при повышении напряжения питания разница потенциалов на его электродах остается постоянной и равной заявленной в документации на прибор.

Без выпаивания

Отдельно нужно рассмотреть вопрос о том, можно ли проводить тестирование мультиметром непосредственно на плате, не выпаивая из нее элемент.
Здесь все зависит от сложности схемы и квалификации мастера. Смонтированное на плате изделие может звониться через обмотки трансформатора, резистивные элементы, сгоревший конденсатор или что-то еще. Поэтому получить более или менее адекватные показатели чаще всего не удается.

Разумеется, если мастер читает принципиальную схему как открытую книгу или «набил руку» на подобных аппаратах, он может оценить работоспособность прибора. Существуют даже методики проверок без демонтажа для автомобильного питания, например.

Но лучше все же выпаивать элемент из схемы. К тому же достаточно «повесить в воздух» только одну ножку изделия, что занимает 2-3 секунды. А после тестирования мультиметром за тот же промежуток времени диод возвращается в первоначальное положение на плате.

MBR20100CT Распиновка диода Шоттки, техническое описание, аналог и характеристики

MBR20100CT Двойной диод Шоттки

MBR20100CT Распиновка

Нажмите, чтобы увеличить

MBR20100 представляет собой сдвоенный диод Шоттки с общим катодом в корпусе To-220 для сильноточных приложений.Каждый диод имеет прямой ток 10 А, следовательно, ИС может протолкнуть через него до 20 А с пиковым обратным напряжением 100 В

Конфигурация контактов

Номер контакта	Имя контакта	Описание
1	Анод	Анод первого диода Шоттки
2	Общий катод	Катод обоих диодов Шоттки
3	Анод	Анод второго диода Шоттки

Характеристики

Двойной диод Шоттки
Общий катод Тип
Прямой ток: 20 А для двойного диода при рабочем цикле 50%
Падение напряжения в прямом направлении: 0. 9 В (на ногу)
Пиковое обратное напряжение: 100 В
обратный ток: 6 мА
Скорость заряда (дв / дт): 10 кВ / сша
Доступен в упаковке To-220

Примечание: Полную техническую информацию можно найти в таблице данных MBR20100 в конце этой страницы.

Другой двойной пакет

BAT54A

Другие диоды Шоттки

N58191, 1N5822, 1N5824, BAT54A

Где использовать диод MBR20100

MBR20100 — выпрямительный двойной диод, который обычно используется в схемах преобразователя.Корпус состоит из двух параллельно включенных диодов, что увеличивает номинальный ток и уменьшает размер и стоимость корпуса. Поскольку диоды Шоттки более быстрые и эффективные (низкое падение напряжения), они обычно предпочтительнее обычных диодов при условии, что обратное напряжение не обязательно должно быть высоким.

Кроме того, поскольку корпус диодов имеет общий катод, его можно использовать в схемах защиты и схемах фильтров для ограничения напряжения. Так что, если вы ищете сильноточный двойной диод Шоттки, то MBR20100 может быть правильным выбором.

Как использовать диод MBR20100

Использовать MBR20100 довольно просто; в корпусе есть только три контакта, потому что катодные контакты связаны вместе и представлены как один выходной контакт, как показано на изображении выводов выше. Контакт анода обоих диодов обозначен как контакт 1 и контакт 3, которые могут быть объединены, если диод должен использоваться как одно устройство, иначе его также можно использовать как разные контакты для фиксации напряжения или схем защиты.

Когда устройство проводит прямое напряжение, оно может выдавать до 20 А при объединении обоих диодов (по 10 А каждый) с падением напряжения всего 0,8 В (на ножку) при 125 ° C. Следует следить за тем, чтобы на диоде не возникало высокое обратное напряжение, поскольку пиковое напряжение обратного пробоя составляет всего 100 В. Также прямое падение напряжения может достигать 1 В при работе с высоким прямым током, более подробную информацию можно найти в таблице данных MBR20100 , ссылка на которую находится внизу этой страницы.

Приложения

Регуляторы напряжения
Фильтры AC-DC
Переключение приложений
Цепи защиты
Линейные извещатели
Устройство защиты

2D Модель (TO-220)

EUROPA-A1230: Высокотемпературный модуль двойного SiC-диода Шоттки, 1200 В / 30 А

Циссоид — EUROPA-A1230: Высокотемпературный модуль двойного SiC-диода Шоттки, 1200 В / 30 А

Этот сайт использует файлы cookie.Продолжая просматривать сайт, вы соглашаетесь на использование файлов cookie.

https://www.cissoid.com/how-we-use-cookies/

Узнайте больше.

Скачать техническое описание

Модуль двойного SiC-диода Шоттки, 1200 В / 30 А

CHT-EUROPA-A1230 — это высокотемпературные диоды Шоттки из двойного карбида кремния (SiC) в одном герметичном модуле. Подходит для реализации эффективного выпрямителя напряжения питания, например в преобразователе AC-DC. Гарантия на нормальную работу этого продукта во всем диапазоне от -55 ° C до + 210 ° C (Tj). Каждое устройство имеет напряжение пробоя более 1200 В и способно коммутировать ток до 30 А. SiC диод Шоттки имеет прямое напряжение 1,35 В при 30 А. Максимальный непрерывный постоянный ток превышает 30 А при 175 ° C (Tc). Повторяющийся пиковый импульсный ток в прямом направлении составляет 50 А.

Типовые характеристики

Диапазон температур: от -55 ° C до + 210 ° C
Напряжение пробоя до 1200 В
Прямое напряжение = 1.35 В при 30 А при 25 ° C
Макс.продолжительный постоянный ток при 175 ° C (Tc)> 30A DC
Повторяющийся пиковый импульсный ток в прямом направлении: 50A
Герметичная упаковка с изолированным корпусом

Приложения

Электроприводы постоянного тока и управление исполнительным механизмом
Преобразователи и инверторы AC-DC

Если вам нужна поддержка для высокотемпературной конструкции, обратитесь в Cissoid.

Загрузите библиотеку CISSOID Altium для символов IC и посадочных мест пакетов.Для установки прочтите соответствующее примечание по применению.

Информация для заказа

Название продукта	Номер для заказа	Пакет	Артикул
CHT-EUROPA-A1230	CHT-PLA1971A-HM8A-T	HM8A	CHT-PLA1971A

Контроллер с двумя идеальными диодами

заменяет два диода Шоттки

>> Электронные ресурсы для проектирования
.. >> Библиотека: Серия статей
.. .. >> Серия статей: PowerBites

Наконец-то! Модуль сбора энергии Plug-and-Play упрощает работу приложений IoT

EHM-UNIV от Xidas — это небольшое решение для сбора энергии, монтируемое на поверхность, plug-and-play, которое упрощает проектирование и производство беспроводного Интернета вещей устройств и других приложений с низким энергопотреблением, не подключенных к сети Компактный модуль объединяет в себе электронику сбора энергии и управления питанием, которая может поддерживать отслеживание максимальной мощности (MPPT) для широкого диапазона солнечных, тепловых, электромеханических вибрационных или пьезоэлектрических генераторов. Схема встроенного контроллера заряда модуля может работать как с небольшой литий-ионной батареей, так и с суперконденсатором, образуя полноценный источник питания.

EHM-UNIV оснащен встроенной схемой выпрямления, поэтому пользователи могут просто выбрать, подключать ли источник энергии переменного или постоянного тока; активная защита от перенапряжения для схем сбора энергии; настраиваемый регулируемый выход; или нерегулируемый выходной сигнал системы, рассчитанный на питание практически всех беспроводных датчиков Интернета вещей.EHM-UNIV также поддерживает широкий диапазон рабочих температур от -40 до + 85 ° C и значительный контроль мощности для обратной связи от батареи IoT.

Для получения дополнительной информации посетите https://xidasiot.com/power/ehm. Чтобы приобрести сейчас, перейдите на сайт www.xidasiot.com или свяжитесь с Сурабом Диллоном по адресу [email protected].

ИС для точных измерений помогают удвоить время автономной работы приложений Интернета вещей, промышленности и здравоохранения

Хорошие методы проектирования энергопотребления часто связаны не только с управлением спросом, но и с оптимизацией источника питания. Новые ИС для точных измерений от Maxim могут помочь разработчикам решить проблемы управления питанием на стороне спроса для дистанционного зондирования и других приложений Интернета вещей, которые должны работать в течение длительного времени от небольшой батареи.

Инструментальный усилитель MAX41400, прецизионный операционный усилитель MAX40108 и часы реального времени MAX31343 (RTC) со встроенным генератором MEMS могут помочь промышленным и медицинским приложениям Интернета вещей удвоить срок службы батареи, обеспечивая при этом чрезвычайно высокую точность.

Более пристальный взгляд на каждую из ИС аналоговых прецизионных измерений:

Измерительный усилитель MAX41400 повышает точность сенсорной системы в 4 раза и продлевает срок службы батареи на 55% по сравнению с ближайшим конкурентным предложением.MAX41400 обеспечивает низкое смещение 25 мкВ, низкий уровень шума и программируемое усиление при потреблении тока всего 65 мкА.
MAX40108 — это прецизионный операционный усилитель с самым низким напряжением в своем классе, работающий от источника питания всего 0,9 В. Сочетание низкого рабочего напряжения питания, низкого энергопотребления и тока покоя 25,5 мкА позволяет инженерам удвоить срок службы батареи датчика. .
MAX31343 I²C RTC со встроенным генератором MEMS обеспечивает точность измерения времени ± 5 ppm (для гарантированного 2900 G и вибростойкости> 50 G, что исключает механические отказы кристалла.Это также самый маленький пакет на уровне полупроводниковых пластин (WLP), представленный в настоящее время на рынке.
Все эти продукты предлагают различные варианты корпусов и корпусов малого форм-фактора.

Доступность и цены

MAX41400 доступен на веб-сайте Maxim Integrated по цене 0,87 доллара США (от 1000 и выше). Также доступен оценочный комплект MAX41400EVKIT #. Чтобы заказать или узнать больше, посетите https://bit.ly/MAX41400_Product.

MAX40108 доступен на веб-сайте Maxim Integrated по цене 0 долларов США.99 (1000 и выше). Также доступен оценочный комплект MAX40108EVKIT #. Чтобы заказать или узнать больше, посетите https://bit.ly/MAX40108_Product.
MAX31343 доступен на веб-сайте Maxim Integrated по цене 1,72 доллара США (от 1000). Также доступен оценочный комплект MAX31343SHLD #. Чтобы заказать или узнать больше, посетите https://bit.ly/MAX31343_Product.

Для получения дополнительной информации о полном портфеле решений Maxim Integrated Essential Analog посетите страницу https://bit.ly/Maxim_Essential_Analog_Solutions.

Трехфазные приводы двигателей сочетают в себе управление движением на основе оптоволокна и надежные приводы затворов

Серия интеллектуальных контроллеров двигателей IMD110 SmartDriver от Infineon Technologies сочетает в себе усовершенствованный механизм управления движением (MCE) с трехфазным драйвером затвора в компактной упаковке. Интегрированный драйвер затвора, основанный на уникальной технологии компании «кремний на изоляторе» (SOI), может управлять широким спектром полевых МОП-транзисторов и IGBT в приводах с регулируемой скоростью.

Семейство основано на последней версии iMOTION MCE 2.0 Motion Control Engine со встроенным микропрограммным обеспечением, которое поддерживает готовый к использованию двигатель и дополнительное управление коррекцией коэффициента мощности (PFC). Ключевые целевые приложения для платформы включают двигатели в основных бытовых приборах, а также вентиляторы и насосы.

Проверенная на практике система iMOTION MCE 2.0 от Infineon реализует высокоэффективное полевое управление (FOC) в инверторах двигателей без датчиков или на основе Холла. Широкое рабочее напряжение драйвера затвора SOI предназначено для двигателей с питанием от батареи и от сети и обеспечивает высокий уровень устойчивости и надежности.Встроенный регулятор напряжения позволяет использовать несколько схем питания и помогает сократить количество материалов (BOM). Устройства IMD110 предварительно сертифицированы для приложений, требующих функциональной безопасности в соответствии с UL / IEC 60730 (класс B).

Наличие

Варианты IMD110 доступны для моторных приводов с и без управления PFC. Устройства в корпусах LQFP-40 находятся в массовом производстве и совместимы по выводам с корпусами LQFP-48. Быстрое прототипирование приводного преобразователя стало возможным с помощью двух новых плат управления для iMOTION Modular Application Design Kit (MADK).MADK — это модульная и гибкая платформа разработки, обеспечивающая широкий спектр вариантов управления и силовых плат для моторных приводов мощностью до 1 кВт.

Дополнительную информацию можно найти на сайтах www.infineon.com/iMOTION, www.infineon.com/IMD110 и www.infineon.com/MADK.

Изолированная плата драйвера затвора

, оптимизированная для мощных SiC-приложений

Silicon Labs и Wolfspeed объединились, чтобы предложить комплексное решение для множества высокомощных приложений, включая зарядные устройства для электромобилей и приводы двигателей в промышленности. и автомобильные рынки.Он сочетает в себе новую плату драйвера затвора Si823Hx от Silicon Labs, универсальное решение для изоляции, с недавно выпущенным семейством модулей питания WolfPACK от Wolfspeed.

Плата драйвера затвора Silicon Labs объединяет изолированный драйвер затвора Si823Hx и цифровой изолятор Si88xx со встроенным преобразователем постоянного / постоянного тока в компактной и экономичной конструкции. Он оптимизирован для эффективного управления и защиты широкого спектра силовых модулей с использованием любой технологии переключения, включая современные полевые МОП-транзисторы из карбида кремния (SiC), используемые в новейших силовых модулях WolfPack от Wolfspeed.

Двухканальный драйвер изолированного затвора Si823Hx имеет встроенное управление мертвым временем и защиту от перекрытия в небольшом корпусе, что позволяет ему безопасно управлять полумостовой топологией с минимальными затратами на проектирование. Высокоинтегрированный изолятор Si88xx не только передает контроллеру информацию о температуре модуля питания, но также выдает все необходимые напряжения питания для платы, что еще больше снижает затраты и упрощает конструкцию.

Полный набор ресурсов для проектирования, разработанный в сотрудничестве с Wolfspeed, доступен для быстрого старта оценки и разработки Wolfspeed WolfPACK, включая эталонный дизайн, приспособление для оценочных испытаний и отчет о тестировании системы. Для получения дополнительной информации о плате драйвера затвора Si823Hx посетите silabs.com/isolation/wolfspeed-partner-designs.

Высоковольтные двунаправленные прецизионные токочувствительные усилители обеспечивают надежную и эффективную конструкцию

Три прецизионных высоковольтных двунаправленных усилителя с измерением тока, разработанные STMicroelectronics, обеспечивают дополнительное удобство вывода отключения для максимальной экономии энергии. Усилители TSC2010, TSC2011 и TSC2012 также позволяют разработчикам минимизировать рассеиваемую мощность за счет использования их прецизионных характеристик для выбора низких значений чувствительного резистора.

Их диапазоны усиления — 20 В / В для TSC2010, 60 В / В для TSC2011 и 100 В / В для TSC2012 — дают разработчикам гибкость при использовании их для точного измерения тока, защиты от перегрузки по току, контроля тока и тока. -схемы обратной связи для промышленных и автомобильных систем. Усилители имеют напряжения смещения в пределах ± 200 мкВ при 25 ° C, с дрейфом менее 5 мкВ / ° C и точностью усиления в пределах 0,3%. В результате устройства могут обнаруживать падение напряжения до 10 мВ в полном масштабе для обеспечения согласованных и надежных измерений в таких приложениях, как сбор данных, управление двигателем, управление соленоидами, контрольно-измерительные приборы, испытания и измерения, а также управление технологическими процессами.

Благодаря своей двунаправленной способности новые усилители помогают разработчикам урезать свои спецификации, позволяя единственной измерительной цепи измерять ток, протекающий в прямом и обратном направлениях. Они также подходят для соединений на стороне высокого и низкого давления, что позволяет использовать один и тот же номер детали в обеих конфигурациях для упрощения управления запасами.

Все три устройства имеют широкий диапазон напряжения питания от 2,7 до 5,5 В и широкий допуск по входному напряжению, который позволяет измерять синфазные напряжения в диапазоне от –20 до 70 В при любом напряжении питания.Благодаря высокому соотношению коэффициента усиления и полосы пропускания и высокой скорости нарастания — 820 кГц и 7,5 В / мкс в TSC2010 — они обеспечивают высокую точность и быстрый отклик.

Устройства оснащены встроенным фильтром электромагнитных помех и устойчивостью к электростатическому разряду 2 кВ HBM (модель человеческого тела), обеспечивая надежную работу и работают в промышленном диапазоне температур от –40 до 125 ° C.

TSC2010, TSC2011 и TSC2012 теперь доступны в пакетах Mini-SO8 и SO8 по цене от 0,90 долларов США при заказе от 1000 штук. Стоимость устройств автомобильного класса составляет от 1 доллара.08 при заказе от 1000 шт. Дизайнеры могут ускорить вывод продукта на рынок, воспользовавшись прилагаемым оценочным комплектом STEVAL-AETKT1V2 для быстрого старта проектов с использованием любого из трех устройств.

Для получения дополнительной информации посетите www.st.com/current-sense-amplifiers

WBG Power Devices — горячая тема на международном симпозиуме IEEE по физике надежности (виртуальный)

Хотя глобальная пандемия временно вынудила к 2021 году IEEE International Reliability Physics Symposium (IRPS), который будет проводиться как виртуальная конференция, обещает быть столь же ценным и информативным, как и в реальном мире. Техническая программа Симпозиума, которая состоится 21-24 марта 2021 года, включает более 100 приглашенных и принятых докладов и охватывает практически все области применения полупроводников, включая значительное количество тем, посвященных силовым устройствам.

Программа конференции, связанная с питанием, предлагает утреннюю сессию по понедельникам, посвященную нитриду галлия (GaN), на которой будут представлены такие темы, как «Режимы отказа каскодных GaN HEMT при импульсной энергии» и «Обобщенный подход к определению надежности переключения GaN HEMT на -Уровень вафли.«Темы, связанные с SiC-устройствами, возьмут верх во вторник утром.

Среди учебных пособий, связанных с питанием, есть одно, которое глубоко погружается в область надежности SiC, охватывающее такие темы, как:

1. Различия в поведении при коротком замыкании между силовыми устройствами на основе кремния и SiC

2. Существующие компромиссы между сопротивлением в открытом состоянии, стоимостью и характеристиками короткого замыкания

3. Предложения по улучшению конструкции устройства для снижения подверженности условиям короткого замыкания.

4. Какое время выдержки при коротком замыкании должно быть приемлемым для промышленности?

5. Оптимизация компромисса между производительностью и надежностью в зависимости от приложения.

С полной технической программой IRPS 2021, включающей более 100 статей, представленных ведущими учеными и инженерами по надежности со всего мира, можно ознакомиться здесь: https://irps.org/program/. Регистранты IRPS смогут получить доступ к презентациям онлайн по запросу до 30 апреля.

Регистрация на виртуальный IRPS 2021 теперь доступна на веб-сайте конференции, а другие подробности программы будут отправлены по электронной почте зарегистрировавшимся и размещены на веб-сайте IRPS по мере их появления.

>> Электронные ресурсы для проектирования
.. >> Библиотека: Серия статей
.. .. >> Серия статей: PowerBites

L6210 Лист данных — Двойной мост Шоттки

5841 :. VEE CLOCK ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ ДАННЫЕ В ЛОГИКЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ ПОДАЧА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ ДАННЫХ ВЫХОД СТРОБА ВКЛЮЧИТЬ VEE ST OE VDD 18 SUB CLK SHIFT REGISTER 17 16 LATCHES SUB Объединение маломощной логики CMOS и драйверов биполярного выхода позволяет UCN5841 / 42A, UCN5841 / 42A , и интегральные схемы A5841 / 42SLW для использования в широком спектре приложений периферийных драйверов питания.

IMP37 : Регуляторы положительного напряжения с низким падением напряжения. Трехконтактные стабилизаторы напряжения с малым падением напряжения (LDO) серии IMP37 обеспечивают гарантированно низкое падение напряжения при токах до 0.8А. Гарантированное падение напряжения для регуляторов семейства IMP37 составляет 0,95 В или ниже. При 100 мА максимальное падение напряжения составляет 0,8 В. По сравнению с LDO типа «1117» IMP37 имеет на 20% меньшее падение напряжения. Три фиксированных выходных напряжения.

IP5661 : Цепь управления импульсным источником питания. Стабилизированный источник питания с температурной компенсацией опорного источника генератора пилообразного напряжения широтно-импульсный модулятор ОГРАНИЧЕНИЕ ТОКА 8 PIN-код DIP-J Комплект 8 контактный керамический DIP-Н Комплект 8 контактный Пластиковый DIP-D Пакет 8 контактный пластик (150) SOIC представляет собой схему управления для использования в переключаемых блоков питания .Эта единственная монолитная микросхема включает в себя все элементы управления.

LT1640AH : LT1640AH, от -9 В до -80 В, SO-8, активная высокая мощность в хорошем состоянии. Позволяет безопасно вставлять и извлекать плату из объединительной платы 48 В, работающей под напряжением. Работает от 80 В. Программируемый пусковой ток Допускает 50 мА обратного тока сброса.

MB39A105 : DC / DC преобразователи общего назначения. ASSP для источников питания (универсальный преобразователь постоянного тока в постоянный) Это 1-канальный преобразователь постоянного тока в постоянный ток, использующий широтно-импульсную модуляцию (ШИМ). Эта ИС идеально подходит для преобразования с повышением частоты. Минимальное рабочее напряжение составляет низкое В), и MB39A105 лучше всего подходит для встроенного источника питания, такого как ЖК-мониторы. Также функция вывода обнаружения защиты от короткого замыкания.

MIC2580 : Контроллеры / переключатели. MIC2580 Контроллер питания Pci с возможностью горячей замены.Это контроллер с горячей заменой, который обеспечивает безопасную и упорядоченную установку и извлечение адаптерных карт на базе PCI из объединительной платы системы, совместимой с горячей заменой, или системы CompactPCITM. MIC2580A включает функцию автоматического выключателя, которая защищает все четыре источника питания (+ 5В, + 3,3 В и 12 В) при возникновении перегрузки по току. Текущее ограничение фолдбэка.

ML4819 : Комбинированный контроллер коэффициента мощности и ШИМ. Это полный контроллер коэффициента мощности (PFC) в режиме повышения, который также содержит контроллер PWM. Схема PFC аналогична ML4812, в то время как контроллер PWM может использоваться для управления режимом тока или напряжения для преобразователя второй ступени. Поскольку схемы PWM и PFC используют один и тот же генератор, синхронизация двух каскадов является неотъемлемой частью. Выходы.

PT6442A : Plug-in Power Solutions-> Неизолированный-> Single Posi. ti PT6442, 2.5Vout 6A 3.3V / 5V-Input Регулируемый понижающий Isr.

TPS3103E15DBVR : ti TPS3103E15, Схема контроля сверхнизкого тока / напряжения питания.

TPS3801J25DCKR : ti TPS3801J25, Контрольные схемы процессора. Маленький, корпус SC-70 (SOT-323) Ток питания 9 А Генератор сброса при включении с фиксированным временем задержки 400 мс Прецизионный монитор напряжения питания 5 В и регулируемый вход ручного сброса (кроме TPS3801-01) Диапазон температур: до 85 ° C Семейство контрольных цепей TPS380x контролирует напряжение питания, в первую очередь, для обеспечения инициализации цепи и контроля времени.

UC382-1 :. Быстрый переходный отклик на защиту от короткого замыкания тока нагрузки 3 А Максимальное падение напряжения при токе нагрузки 3 А Отдельные контакты смещения и VIN Доступны с регулируемым или фиксированным выходным напряжением 5-контактный корпус позволяет определять напряжение нагрузки по Кельвину Защита от обратного тока — линейно-выпадающий регулятор, обеспечивающий быструю реакцию на быстрые изменения нагрузки.Комбинированный.

uClamp0524P : TVS низкого напряжения для защиты от электростатических разрядов Матрицы TVS серии μClamp предназначены для защиты чувствительной электроники от повреждений или защелкивания из-за электростатического разряда, молнии и других переходных процессов, вызванных напряжением. Каждое устройство будет защищать до четырех линий, работающих от 5 В.

AP1084N : Квази-LDO. Эта версия Anachip заменена таблицей данных Diodes Inc. AP1084 5A Регулируемый или фиксированный регулятор с положительным падением напряжения с низким падением напряжения — это положительный регулируемый или фиксированный регулятор с низким падением напряжения с минимальным значением 5. Выходной ток 0A. Продукт специально разработан для обеспечения хорошо регулируемого источника питания для низковольтных ИС.

AAT1189 : Высоковольтный понижающий стабилизатор AAT1189 представляет собой понижающий (понижающий) стабилизатор постоянного тока с одним выходом и встроенным полевым МОП-транзистором высокого напряжения. Входной диапазон от 6 В до 24 В, что делает его идеальным решением для питания ИС для потребительского коммуникационного оборудования, работающего от недорогого адаптера переменного / постоянного тока с выходом 12 В.

LM22679 : ПРОСТОЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ 5 А, понижающий регулятор напряжения с регулируемым плавным пуском и ограничением тока Контроллер ПРОСТОГО ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ LM3150 — это простой в использовании и упрощенный понижающий регулятор мощности, способный обеспечивать выходной ток до 12 А в стандартном режиме. заявление.LM3150 работает в диапазоне входного напряжения от 6 до 42 В и имеет регулируемое выходное напряжение.

DRV8412 : Драйвер двигателя с двойным мостом и ШИМ Драйверы DRV8412 / 22/32 — это высокопроизводительные интегрированные драйверы двигателя с двойным мостом и усовершенствованной системой защиты. Из-за низкого RDS (вкл.) Полевых МОП-транзисторов с H-мостом и интеллектуальной конструкции привода затвора эффективность этих драйверов двигателей может достигать 97%, что позволяет использовать меньшие блоки питания и радиаторы.

LM21215 : Высокоэффективный синхронный понижающий стабилизатор на 15 А из семейства PowerWise LM21215 — это монолитный синхронный понижающий стабилизатор, способный выдавать до 15 А постоянного выходного тока при понижении выходного напряжения до 0.6 В с выдающейся эффективностью. Устройство оптимизировано для работы в диапазоне входного напряжения от 2,95 В до 5,5 В.

Диоды специального назначения | Диоды и выпрямители

Диоды Шоттки

S Диоды Шоттки сконструированы из металлического перехода -к-N , а не из полупроводникового перехода P-N. Диоды Шоттки, также известные как с горячими несущими диодами , характеризуются быстрым временем переключения (малым временем обратного восстановления), низким прямым падением напряжения (обычно 0.От 25 до 0,4 В для перехода металл-кремний) и малой емкости перехода.

Условное обозначение диода Шоттки показано на рисунке ниже.

Условное обозначение диода Шоттки.

Преимущества и недостатки диодов Шоттки

Прямое падение напряжения (VF), время обратного восстановления (trr) и емкость перехода (CJ) диодов Шоттки ближе к идеалу, чем у среднего «выпрямляющего» диода. Это делает их подходящими для высокочастотных приложений.К сожалению, диоды Шоттки обычно имеют более низкие значения прямого тока (IF) и обратного напряжения (VRRM и VDC), чем выпрямительные диоды, и поэтому не подходят для приложений, требующих значительного количества энергии. Хотя они используются в источниках питания импульсных стабилизаторов низкого напряжения.

Применение диодов Шоттки

Технология диодов Шоттки

находит широкое применение в высокоскоростных компьютерных схемах, где быстрое время переключения соответствует высокой скорости, а низкое прямое падение напряжения означает меньшее рассеивание мощности при проведении.

Блоки питания импульсного стабилизатора

, работающие на частоте 100 кГц, не могут использовать обычные кремниевые диоды в качестве выпрямителей из-за их низкой скорости переключения. Когда сигнал, подаваемый на диод, изменяется с прямого на обратное смещение, проводимость продолжается в течение короткого времени, в то время как носители уносятся из области обеднения. Проводимость прекращается только после того, как истечет время обратного восстановления tr . Диоды Шоттки имеют более короткое время обратного восстановления.

Независимо от скорости переключения, 0.Прямое падение напряжения на кремниевых диодах 7 В приводит к снижению эффективности источников питания низкого напряжения. Это не проблема, скажем, при питании 10 В. При питании 1 В падение 0,7 В составляет значительную часть выходной мощности. Одним из решений является использование силового диода Шоттки с меньшим прямым падением.

Диоды туннельные

Туннельные диоды используют странное квантовое явление, называемое резонансным туннелированием , для обеспечения характеристик прямого смещения с отрицательным сопротивлением. Когда на туннельный диод подается небольшое прямое смещение, он начинает проводить ток.(Рисунок ниже (b)) По мере увеличения напряжения ток увеличивается и достигает пикового значения, называемого пиковым током (IP). Если напряжение увеличится еще немного, ток фактически начнет уменьшаться на , пока не достигнет нижней точки, называемой током впадины (IV). Если напряжение еще больше увеличивается, ток снова начинает увеличиваться, на этот раз не снижаясь в другую «долину». Схематическое обозначение туннельного диода показано на рисунке (а) ниже.

Туннельный диод (a) Условное обозначение. (b) График зависимости тока от напряжения (c) Осциллятор.

Прямые напряжения, необходимые для управления туннельным диодом до его пикового и минимального токов, известны как пиковое напряжение (VP) и минимальное напряжение (VV), соответственно. Область на графике, где ток уменьшается при увеличении приложенного напряжения (между VP и VV по горизонтальной шкале), известна как область отрицательного сопротивления .

Туннельные диоды

, также известные как диоды Esaki в честь их японского изобретателя Лео Эсаки, способны очень быстро переключаться между пиковыми и минимальными уровнями тока, «переключаясь» между высоким и низким состояниями проводимости намного быстрее, чем даже диоды Шоттки.На характеристики туннельного диода также относительно не влияют изменения температуры.

Зависимость напряжения обратного пробоя от уровня легирования. После Сзе [SGG]

Характеристики туннельных диодов

Туннельные диоды сильно легированы как в P-, так и в N-областях, что в 1000 раз превышает уровень выпрямителя. Это видно на рисунке выше. Стандартные диоды находятся слева, стабилитроны слева, а туннельные диоды — справа от пунктирной линии. Сильное легирование дает необычно тонкую обедненную область.Это создает необычно низкое напряжение обратного пробоя с высокой утечкой. Тонкая обедненная область вызывает высокую емкость. Чтобы преодолеть это, площадь перехода туннельного диода должна быть крошечной.

Прямая характеристика диода состоит из двух областей: нормальная прямая характеристика диода с экспоненциальным ростом тока сверх VF, 0,3 В для Ge, 0,7 В для Si.

Между 0 В и VF находится дополнительный характеристический пик «отрицательного сопротивления». Это происходит из-за квантово-механического туннелирования, связанного с дуальной волновой природой электронов.Область обеднения достаточно тонкая по сравнению с эквивалентной длиной волны электрона, через которую они могут туннелировать. Им не нужно преодолевать нормальное прямое напряжение на диоде VF. Уровень энергии зоны проводимости материала N-типа перекрывает уровень валентной зоны в области P-типа. С повышением напряжения начинается туннелирование; уровни перекрываются; ток увеличивается до определенного предела. При дальнейшем увеличении тока уровни энергии перекрываются меньше; ток уменьшается с увеличением напряжения.Это часть кривой «отрицательного сопротивления».

Применение туннельных диодов

Туннельные диоды не являются хорошими выпрямителями, поскольку они имеют относительно высокий ток утечки при обратном смещении. Следовательно, они находят применение только в специальных схемах, где имеет значение их уникальный туннельный эффект. Чтобы использовать туннельный эффект, в этих диодах поддерживается напряжение смещения где-то между пиковым и минимальным уровнями напряжения, всегда с прямым смещением полярности (положительный анод и отрицательный катод).

Пожалуй, наиболее распространенное применение туннельного диода — в простых схемах высокочастотного генератора, как на рисунке (c) выше, где он позволяет источнику постоянного напряжения вносить мощность в LC-«резервуар», диод проводит ток, когда напряжение на нем достигает пикового (туннельного) уровня и эффективно изолирует при всех остальных напряжениях. Резисторы смещают туннельный диод на несколько десятых вольта с центром на участке отрицательного сопротивления характеристической кривой. Резонансный контур L-C может быть частью волновода для работы в микроволновом режиме.Возможны колебания до 5 ГГц.

История туннельных диодов

Когда-то туннельный диод был единственным доступным твердотельным СВЧ-усилителем. Туннельные диоды были популярны с 1960-х годов. Они были более долговечными, чем ламповые усилители бегущей волны, что важно для спутниковых передатчиков. Туннельные диоды также устойчивы к излучению из-за сильного легирования.

Сегодня различные транзисторы работают на сверхвысоких частотах. Даже туннельные диоды с малым сигналом дороги, и их трудно найти сегодня.Остается один производитель германиевых туннельных диодов и ни одного производителя кремниевых устройств. Иногда их используют в военной технике, поскольку они нечувствительны к радиации и большим перепадам температуры.

Были проведены некоторые исследования, связанные с возможной интеграцией кремниевых туннельных диодов в интегральные схемы КМОП. Считается, что они могут переключаться на частоте 100 ГГц в цифровых схемах. Единственный производитель германиевых устройств производит их по одному. Необходимо разработать пакетный процесс для кремниевых туннельных диодов, а затем интегрировать его с обычными процессами CMOS. [SZL]

Туннельный диод Esaki не следует путать с резонансным туннельным диодом CH 2, более сложной конструкции из сложных полупроводников. RTD — это более поздняя разработка, способная работать с более высокой скоростью.

Светодиоды

Принцип излучения лучистой энергии

Диоды, как и все полупроводниковые устройства, подчиняются принципам, описанным в квантовой физике. Один из этих принципов — излучение излучательной энергии определенной частоты всякий раз, когда электроны падают с более высокого энергетического уровня на более низкий энергетический уровень.

Тот же принцип работает в неоновой лампе — характерное розово-оранжевое свечение ионизированного неона из-за специфических энергетических переходов его электронов посреди электрического тока. Уникальный цвет свечения неоновой лампы обусловлен тем фактом, что неон находится внутри трубки, а не определенной величиной тока через трубку или напряжением между двумя электродами. Неоновый газ светится розовато-оранжевым светом в широком диапазоне ионизирующих напряжений и токов.Каждый химический элемент имеет свою собственную «сигнатуру» излучения лучистой энергии, когда его электроны «прыгают» между различными квантованными уровнями энергии. Например, газообразный водород при ионизации светится красным светом; пары ртути светятся синим светом. Это то, что делает возможной спектрографическую идентификацию элементов.

Излучение лучистой энергии в светодиодах

Электроны, протекающие через PN-переход, испытывают аналогичные переходы по уровню энергии и при этом излучают лучистую энергию. Частота этой лучистой энергии определяется кристаллической структурой полупроводникового материала и составляющими его элементами.Некоторые полупроводниковые переходы, состоящие из особых химических комбинаций, излучают лучистую энергию в спектре видимого света, когда электроны меняют уровни энергии. Проще говоря, эти переходы светятся при прямом смещении. Диод, специально спроектированный так, чтобы светиться как лампа, называется светодиодом или светодиодом .

Электролюминесценция

Кремниевые диоды с прямым смещением выделяют тепло, поскольку электрон и дырки из областей N-типа и P-типа соответственно рекомбинируют в переходе.В светодиодах с прямым смещением рекомбинация электронов и дырок в активной области на рисунке (c) ниже дает фотоны. Этот процесс известен как электролюминесценция . Чтобы испускать фотоны, потенциальный барьер, через который падают электроны, должен быть выше, чем для кремниевого диода. Падение прямого диода может достигать нескольких вольт для некоторых цветных светодиодов.

Диоды, изготовленные из комбинации элементов галлия, мышьяка и фосфора (называемые арсенид-фосфид галлия ), светятся ярко-красным светом и являются одними из наиболее распространенных производимых светодиодов.Изменяя химический состав PN-перехода, можно получить разные цвета. Ранние поколения светодиодов были красными, зелеными, желтыми, оранжевыми и инфракрасными, более поздние поколения включали синий и ультрафиолетовый, причем фиолетовый был последним цветом, добавленным к выбору. Другие цвета могут быть получены путем объединения двух или более светодиодов основного цвета (красного, зеленого и синего) в одном корпусе с использованием одной и той же оптической линзы. Это позволило использовать многоцветные светодиоды, такие как трехцветные светодиоды (коммерчески доступные в 1980-х годах), с использованием красного и зеленого (которые могут создавать желтый цвет), а затем светодиоды RGB (красный, зеленый и синий), которые покрывают весь цветовой спектр.

Схематическое обозначение светодиодов

Схематический символ светодиода представляет собой диод правильной формы внутри круга с двумя маленькими стрелками, указывающими в сторону (обозначающими излучаемый свет), как показано на рисунке (a) ниже.

Светодиод, светоизлучающий диод: (а) схематический символ. (b) Плоская сторона и короткий вывод устройства соответствуют катоду, а также внутреннему устройству катода. (c) Поперечное сечение светодиодной матрицы.

Это обозначение наличия двух маленьких стрелок, указывающих в сторону от устройства, является общим для схематических символов всех светоизлучающих полупроводниковых устройств.И наоборот, если устройство светится — активировано (это означает, что входящий свет стимулирует его), тогда у символа будут две маленькие стрелки, указывающие на его. Светодиоды могут воспринимать свет. Они генерируют небольшое напряжение при воздействии света, очень похоже на солнечную батарею в небольшом масштабе. Это свойство может с успехом применяться в различных светочувствительных схемах.

Работа светодиода

Поскольку светодиоды состоят из других химических веществ, чем кремниевые диоды, их прямое падение напряжения будет другим.Обычно светодиоды имеют гораздо большее прямое падение напряжения, чем выпрямительные диоды, от 1,6 до более 3 вольт, в зависимости от цвета. Типичный рабочий ток для светодиода стандартного размера составляет около 20 мА. При работе светодиода от источника постоянного напряжения, превышающего прямое напряжение светодиода, необходимо включить последовательно подключенный «падающий» резистор, чтобы предотвратить повреждение светодиода полным напряжением источника. Рассмотрим пример схемы на рисунке (а) ниже с использованием источника 6 В.

Установка тока светодиода на 20 мА.(а) для источника 6 В, (б) для источника 24 В.

При падении на светодиоде 1,6 В на резисторе будет 4,4 Вольт. Подобрать резистор для тока светодиода 20 мА так же просто, как взять его падение напряжения (4,4 В) и разделить на ток цепи (20 мА) в соответствии с законом Ома (R = E / I). Это дает нам цифру 220 Ом.

Рассчитывая рассеиваемую мощность для этого резистора 220 Ом, мы берем его падение напряжения и умножаем на его ток (P = IE) и получаем 88 мВт, что находится в пределах номинала резистора на 1/8 Вт.

Более высокое напряжение батареи потребует понижающих резисторов большего номинала, а также, возможно, резисторов большей мощности. Рассмотрим пример на рисунке (b) выше для напряжения питания 24 В:

В данном случае резистор сброса должен быть увеличен до размера 1,12 кОм, чтобы упасть 22,4 вольт при 20 мА, чтобы светодиод по-прежнему получал только 1,6 вольт. Это также способствует увеличению рассеиваемой мощности резистора: 448 мВт, почти половина ватта мощности! Очевидно, что резистор, рассчитанный на рассеивание мощности 1/8 Вт или даже 1/4 Вт, при использовании здесь будет перегреваться.

Падение резисторов в цепях светодиодов

Значения падающего резистора для цепей светодиодов не обязательно должны быть точными. Предположим, мы должны были использовать резистор 1 кОм вместо резистора 1,12 кОм в схеме, показанной выше. В результате ток в цепи и падение напряжения на светодиодах немного увеличатся, что приведет к более яркому свету светодиода и небольшому сокращению срока службы. Падение резистора со слишком большим сопротивлением (скажем, 1,5 кОм вместо 1,12 кОм) приведет к меньшему току цепи, меньшему напряжению светодиода и более тусклому свету. Светодиоды довольно устойчивы к колебаниям подаваемой мощности, поэтому вам не нужно стремиться к совершенству при подборе понижающего резистора.

Несколько светодиодов в цепи

Иногда требуется несколько светодиодов, например, при освещении. Если светодиоды работают параллельно, каждый из них должен иметь свой собственный токоограничивающий резистор, как показано на рисунке (а) ниже, для обеспечения более равномерного деления токов. Однако более эффективно использовать светодиоды последовательно (рисунок (b) ниже с одним падающим резистором. По мере увеличения количества последовательно подключенных светодиодов значение последовательного резистора должно уменьшаться до определенного значения для поддержания тока.Количество последовательно включенных светодиодов (Vf) не может превышать мощность источника питания. Можно использовать несколько последовательностей, как показано на рисунке (c) ниже.

Несмотря на выравнивание токов в нескольких светодиодах, яркость устройств может не совпадать из-за различий в отдельных частях. Детали могут быть выбраны для согласования яркости для критических приложений.

Несколько светодиодов: (а) параллельно, (б) последовательно, (в) последовательно-параллельно

Кроме того, из-за своего уникального химического состава светодиоды имеют гораздо более низкие значения пикового обратного напряжения (PIV), чем обычные выпрямительные диоды.Типичный светодиод может быть рассчитан только на 5 В в режиме обратного смещения. Следовательно, при использовании переменного тока для питания светодиода, подключите защитный выпрямительный диод встречно-параллельно со светодиодом, чтобы предотвратить обратный пробой через каждый второй полупериод, как показано на рисунке (a) ниже.

Управление светодиодом с помощью переменного тока

Противопараллельный диод на Рисунке (а) выше можно заменить встречно-параллельным светодиодом. Получившаяся пара встречно-параллельных светодиодов загорается чередующимися полупериодами синусоидального сигнала переменного тока. Эта конфигурация потребляет 20 мА, равномерно распределяя его между светодиодами в чередующихся полупериодах переменного тока. Из-за этого разделения каждый светодиод получает только 10 мА. То же самое и с антипараллельной комбинацией светодиодов с выпрямителем. Светодиод получает только 10 мА. Если для светодиода (-ов) требовалось 20 мА, значение резистора можно было уменьшить вдвое.

Типовые характеристики светодиодов

Прямое падение напряжения светодиодов обратно пропорционально длине волны (λ). По мере уменьшения длины волны от инфракрасного к видимому и ультрафиолетовому цветам Vf увеличивается.Хотя эта тенденция наиболее очевидна для различных устройств от одного производителя, диапазон напряжений для светодиодов определенного цвета от разных производителей различается. Этот диапазон напряжений показан в таблице ниже.

Оптические и электрические свойства светодиодов

Светодиод	λ нм (= 10 ^-9 м)	V _f (начиная с)	V _f (к)
инфракрасный	940	1. 2	1,7
красный	660	1,5	2,4
оранжевый	602-620	2,1	2,2
желтый, зеленый	560-595	1,7	2,8
белый, синий, фиолетовый	–	3	4
ультрафиолет	370	4,2	4,8

Светодиоды по сравнению с лампами накаливания

Как лампы, светодиоды во многих отношениях превосходят лампы накаливания.

Прежде всего, это эффективность: светодиоды излучают намного больше световой мощности на ватт потребляемой электроэнергии, чем лампы накаливания. Это значительное преимущество, если рассматриваемая схема питается от батареи, эффективность которой приводит к увеличению срока службы батареи.

Во-вторых, светодиоды намного надежнее и имеют гораздо больший срок службы, чем лампы накаливания. Это связано с тем, что светодиоды являются «холодными» устройствами: они работают при гораздо более низких температурах, чем лампа накаливания с раскаленной добела металлической нитью накаливания, подверженной поломке от механических и термических ударов.

В-третьих, это высокая скорость включения и выключения светодиодов. Это преимущество также связано с «холодным» режимом работы светодиодов: им не нужно преодолевать тепловую инерцию при переключении из выключенного состояния во включенное или наоборот. По этой причине светодиоды используются для передачи цифровой (вкл. / Выкл.) Информации в виде световых импульсов, проводимых в пустом пространстве или по оптоволоконному кабелю, с очень высокой скоростью (миллионы импульсов в секунду).

Светодиоды

превосходно подходят для монохроматических осветительных приборов, таких как светофоры и автомобильные задние фонари.Лампы накаливания ужасны в этом приложении, поскольку требуют фильтрации, снижая эффективность. Светодиоды не требуют фильтрации.

Недостатки светодиодов

Одним из основных недостатков использования светодиодов в качестве источников освещения является их монохроматическое (одноцветное) излучение. Никто не хочет читать книгу при свете красного, зеленого или синего светодиода. Однако при использовании в комбинации цвета светодиодов могут быть смешаны для более широкого спектра свечения. Новый источник света широкого спектра — белый светодиод.В то время как маленькие белые панели индикаторов доступны уже много лет, устройства уровня освещенности все еще находятся в разработке.

Эффективность и срок службы светодиодов и различных осветительных приборов

Эффективность освещения

Тип лампы	КПД люмен / ватт	Срок службы	банкнот
Белый светодиод	35	100 000	дорого
Белый светодиод, будущее	100	100 000	Цель НИОКР
Лампа накаливания	12	1000	недорого
Галоген	15-17	2000	свет высокого качества
Компактный люминесцентный	50–100	10 000	рентабельно
Пары натрия, LP	70-200	20 000	открытый
Пары ртути	13-48	18 000	открытый

Белый светодиод — это синий светодиод, возбуждающий люминофор, излучающий желтый свет. Синий плюс желтый приближается к белому свету. Природа люминофора определяет характеристики света. Красный люминофор может быть добавлен для улучшения качества смеси желтого и синего за счет эффективности. В таблице выше сравниваются белые светодиоды с ожидаемыми в будущем устройствами и другими обычными лампами. Эффективность измеряется в люменах светоотдачи на ватт входной мощности. Если устройство мощностью 50 люмен / ватт может быть улучшено до 100 люмен / ватт, белые светодиоды будут сравнимы по эффективности с компактными люминесцентными лампами.

История светодиодов

светодиода в целом были основным объектом исследований и разработок с 1960-х годов. Из-за этого нецелесообразно охватывать все геометрические формы, химические составы и характеристики, которые были созданы за десятилетия. Первые устройства были относительно тусклыми и потребляли умеренные токи. В последующих поколениях эффективность была улучшена до такой степени, что опасно смотреть внимательно и прямо на светящийся светодиод. Это может привести к повреждению глаз, а для светодиодов требуется лишь незначительное увеличение падающего напряжения (Vf) и тока.Современные устройства высокой интенсивности достигают 180 люмен при использовании 0,7 А (82 люмен / ватт, холодный белый цвет серии Luxeon Rebel), и даже модели с более высокой интенсивностью могут использовать еще более высокие токи с соответствующим увеличением яркости. Другие разработки, такие как квантовые точки, являются предметом текущих исследований, поэтому ожидайте увидеть новые возможности для этих устройств в будущем

Лазерные диоды

Лазеры

Лазерный диод является дальнейшим развитием обычного светодиода или светодиода.Сам термин «лазер» на самом деле является аббревиатурой, несмотря на то, что он часто пишется строчными буквами. «Лазер» означает L ight A mplification by S Timved E миссии R и относится к другому странному квантовому процессу, при котором характерный свет, излучаемый электронами, падает с высокого уровня на низкий Энергетические состояния в материале стимулируют другие электроны в веществе совершать аналогичные «прыжки», результатом чего является синхронизированный выход света из материала. Эта синхронизация распространяется на фактическую фазу излучаемого света, так что все световые волны, излучаемые «лазерным» материалом, имеют не только одну и ту же частоту (цвет), но и одинаковую фазу, так что они усиливают одну другой и могут путешествовать в очень плотно ограниченном недиспергирующем пучке. Вот почему лазерный свет остается так замечательно сфокусированным на больших расстояниях: каждая световая волна, исходящая от лазера, синхронизируется друг с другом.

(а) Белый свет многих длин волн.(b) Монохроматический светодиодный свет с одной длиной волны. (c) Фазово-когерентный лазерный свет.

Лампы накаливания излучают «белый» (смешанный по частоте или смешанный цвет) свет, как показано на рисунке (а) выше. Обычные светодиоды излучают монохроматический свет: одинаковой частоты (цвета), но разных фаз, что приводит к аналогичной дисперсии луча на рисунке (b). Лазерные светодиоды излучают когерентный свет : свет, который является как монохроматическим (одноцветным), так и однофазным (однофазным), что обеспечивает точное удержание луча, как показано на рисунке (c).

Лазерный свет находит широкое применение в современном мире: во всем, от геодезии, где прямой и не рассеивающий луч света очень полезен для точного наведения на измерительные маркеры, до считывания и записи оптических дисков, где только узкая сфокусированная лазерный луч способен разрешать микроскопические «ямки» на поверхности диска, состоящие из двоичных единиц и нулей цифровой информации.

Некоторые лазерные диоды требуют специальных мощных «импульсных» цепей для передачи большого количества напряжения и тока короткими импульсами.Другие лазерные диоды могут работать непрерывно с меньшей мощностью. В лазере непрерывного действия лазерное воздействие происходит только в определенном диапазоне диодного тока, что требует некоторой формы схемы регулятора тока. По мере старения лазерных диодов их требования к мощности могут изменяться (требуется больший ток для меньшей выходной мощности), но следует помнить, что маломощные лазерные диоды, такие как светодиоды, являются довольно долговечными устройствами с типичным сроком службы в десятки тысячи часов.

Фотодиоды

Фотодиод — это диод, оптимизированный для создания потока электронного тока в ответ на облучение ультрафиолетовым, видимым или инфракрасным светом.Кремний чаще всего используется для изготовления фотодиодов; однако можно использовать арсенид германия и галлия. Переход, через который свет попадает в полупроводник, должен быть достаточно тонким, чтобы пропускать большую часть света в активную область (область обеднения), где свет преобразуется в пары электронных дырок.

На рисунке ниже мелкая диффузия P-типа в пластину N-типа создает PN-переход около поверхности пластины. Слой P-типа должен быть тонким, чтобы пропускать как можно больше света.Сильная диффузия N + на обратной стороне пластины контактирует с металлизацией. Верхняя металлизация может быть тонкой сеткой из металлических пальцев на верхней части пластины для больших ячеек. В небольших фотодиодах верхний контакт может быть единственным соединительным проводом, контактирующим с оголенной кремниевой крышкой P-типа.

Фотодиод: схематическое изображение и поперечное сечение.

Как работают фотодиоды?

Интенсивность света, попадающего в верхнюю часть стопки фотодиодов, экспоненциально спадает в зависимости от глубины.Тонкий верхний слой P-типа позволяет большинству фотонов проходить в обедненную область, где образуются электронно-дырочные пары. Электрическое поле в обедненной области из-за встроенного потенциала диода заставляет электроны попадать в N-слой, а дырки — в P-слой.

На самом деле электронно-дырочные пары могут образовываться в любой из полупроводниковых областей. Однако те, которые образуются в обедненной области, скорее всего, будут разделены на соответствующие N- и P-области. Многие электронно-дырочные пары, образующиеся в P- и N-областях, рекомбинируют.Лишь немногие делают это в области истощения. Таким образом, несколько электронно-дырочных пар в N- и P-областях и большая часть в обедненной области вносят вклад в фототок , который возникает в результате падения света на фотодиод.

Работа фотодиода

Может наблюдаться напряжение на фотодиоде. Работа в этом фотоэлектрическом режиме (PV) не является линейным в большом динамическом диапазоне, хотя он чувствителен и имеет низкий уровень шума на частотах менее 100 кГц.Предпочтительным режимом работы часто является режим фототока (PC) , потому что ток линейно пропорционален световому потоку в течение нескольких десятилетий интенсивности, и может быть достигнута более высокая частотная характеристика. Режим ПК достигается с обратным смещением или нулевым смещением на фотодиоде. Усилитель тока (трансимпедансный усилитель) следует использовать с фотодиодом в режиме ПК. Линейность и режим PC достигаются до тех пор, пока диод не смещен в прямом направлении.

Фотодиоды часто требуют высокоскоростной работы, а не солнечных элементов.Скорость — это функция емкости диода, которую можно минимизировать, уменьшив площадь ячейки. Таким образом, датчик для высокоскоростной оптоволоконной линии связи будет использовать площадь не больше, чем необходимо, скажем, 1 мм2. Емкость также может быть уменьшена путем увеличения толщины обедненной области в процессе производства или путем увеличения обратного смещения на диоде.

Различные типы PIN-диодов

PIN-диод PIN-диод или PIN-диод — это фотодиод с внутренним слоем между P- и N-областями, как показано на рисунке ниже.Структура P — I ntrinsic- N увеличивает расстояние между проводящими слоями P и N, уменьшая емкость, увеличивая скорость. Объем светочувствительной области также увеличивается, повышая эффективность преобразования. Полоса пропускания может увеличиваться до 10 ГГц. Фотодиоды с PIN-кодом являются предпочтительными из-за высокой чувствительности и высокой скорости при умеренной стоимости.

Фотодиод

PIN: собственная область увеличивает толщину обедненной области.

Лавинный фотодиод: Лавинный фотодиод (APD) , предназначенный для работы при высоком обратном смещении, демонстрирует эффект электронного умножителя, аналогичный фотоэлектронному умножителю. Обратное смещение может составлять от 10 вольт до почти 2000 В. Высокий уровень обратного смещения ускоряет созданные фотонами электронно-дырочные пары во внутренней области до достаточно высокой скорости, чтобы освободить дополнительные носители от столкновений с кристаллической решеткой. Таким образом, получается много электронов на фотон.Мотивация для APD состоит в том, чтобы добиться усиления внутри фотодиода для преодоления шума во внешних усилителях. В некоторой степени это работает. Однако APD создает собственный шум. На высокой скорости APD превосходит комбинацию усилителей с PIN-диодами, но не для низкоскоростных приложений. APD дорогие, примерно столько же, сколько фотоумножитель. Таким образом, они могут конкурировать только с фотодиодами с PIN-кодом для нишевых приложений. Одно из таких приложений — подсчет одиночных фотонов применительно к ядерной физике.

Солнечные батареи

Фотодиод, оптимизированный для эффективной подачи энергии на нагрузку, — это солнечный элемент . Он работает в фотоэлектрическом режиме (PV), потому что он смещен в прямом направлении напряжением, возникающим на сопротивлении нагрузки.

Монокристаллические солнечные элементы

Монокристаллические солнечные элементы производятся по технологии, аналогичной обработке полупроводников. Это включает выращивание монокристаллической були из расплавленного кремния высокой чистоты (P-типа), хотя и не такой высокой чистоты, как для полупроводников.Були распиливают алмазной пилой или проволочной пилой на вафли. Концы були должны быть выброшены или переработаны, а силикон теряется в пропиле пилы. Поскольку современные ячейки почти квадратные, кремний теряется при возведении були в квадрат. Клетки могут быть вытравлены для текстуры (придания шероховатости) поверхности, чтобы помочь улавливать свет внутри клетки. При производстве квадратных пластин 10 или 15 см теряется значительная часть кремния. В наши дни (2007 г.) производители солнечных элементов обычно закупают пластины на этом этапе у поставщика полупроводниковой промышленности.

Компоненты солнечных батарей

Пластины P-типа загружаются встык в лодочки из плавленого кварца, открывая только внешнюю поверхность для легирующей примеси N-типа в диффузионной печи. В процессе диффузии наверху ячейки образуется тонкий слой n-типа. Распространение также сокращает края ячейки спереди назад. Чтобы раскоротить клетку, необходимо удалить периферию путем плазменного травления. Серебряная или алюминиевая паста нанесена на заднюю часть ячейки, а серебряная сетка — на передней. Они спекаются в печи для обеспечения хорошего электрического контакта.(Рисунок ниже)

Ячейки соединены последовательно металлическими лентами. Для зарядки 12-вольтовых батарей 36 ячеек с напряжением приблизительно 0,5 В ламинируются в вакууме между стеклом и металлической полимерной задней панелью. Стекло может иметь текстурированную поверхность, способствующую улавливанию света.

Кремниевый солнечный элемент

Конечные коммерческие высокоэффективные (21,5%) монокристаллические кремниевые солнечные элементы имеют все контакты на задней стороне элемента. Активная площадь ячейки увеличивается за счет перемещения верхних (-) контактных проводников к задней части ячейки.Верхние (-) контакты обычно подключаются к кремнию N-типа в верхней части ячейки. На рисунке ниже (-) контакты соединены с диффузорами N ⁺ на дне, чередующимися с (+) контактами. Текстурированная верхняя поверхность помогает улавливать свет внутри ячейки. [VSW]

Высокоэффективный солнечный элемент со всеми контактами сзади. Взято из рисунка 1 [VSW]

Различные виды солнечных батарей

Элементы из мультикристаллического кремния начинаются с заливки расплавленного кремния в прямоугольную форму.Когда кремний охлаждается, он кристаллизуется в несколько больших (от миллиметров до сантиметров) беспорядочно ориентированных кристаллов вместо одного. Остальная часть процесса такая же, как и для монокристаллических ячеек. На готовых ячейках видны линии, разделяющие отдельные кристаллы, как если бы ячейки были треснутыми. Высокая эффективность не так высока, как у монокристаллических ячеек, из-за потерь на границах кристаллических зерен. Поверхность ячейки нельзя придать шероховатости травлением из-за случайной ориентации кристаллов. Однако антибликовое покрытие повышает эффективность.Эти ячейки конкурентоспособны во всех областях, кроме космических.

Трехслойный элемент : Солнечный элемент с наивысшей эффективностью представляет собой набор из трех элементов, настроенных на поглощение различных частей солнечного спектра. Хотя три ячейки могут быть установлены друг на друга, монолитная монокристаллическая структура из 20 полупроводниковых слоев более компактна. При КПД 32% в настоящее время (2007 г.) он предпочтительнее кремния для космического применения. Высокая стоимость не позволяет найти множество приложений, связанных с землей, кроме концентраторов на основе линз или зеркал.

В результате интенсивных исследований недавно была создана версия, улучшенная для земных концентраторов на 400–1000 солнц и КПД 40,7%. Для этого требуется либо большая недорогая линза Френеля, либо отражатель и небольшая площадь дорогого полупроводника. Эта комбинация считается конкурентоспособной с недорогими кремниевыми элементами для солнечных электростанций. [RRK] [LZy]

Создание трехслойных солнечных элементов

Металлоорганическое химическое осаждение из паровой фазы (MOCVD) наносит слои на германиевую подложку P-типа.Верхние слои фосфида галлия-индия (GaInP) N- и P-типа, имеющие ширину запрещенной зоны 1,85 эВ, поглощают ультрафиолетовый и видимый свет. Эти длины волн обладают достаточной энергией, чтобы превышать ширину запрещенной зоны.

Более длинные волны (более низкая энергия) не обладают достаточной энергией для создания электронно-дырочных пар и перехода к следующему слою. Слои арсенида галлия с шириной запрещенной зоны 1,42 эВ поглощают ближний инфракрасный свет.

Наконец, слой германия и подложка поглощают дальнее инфракрасное излучение. Серия из трех ячеек производит напряжение, которое является суммой напряжений трех ячеек.Напряжение, развиваемое каждым материалом, на 0,4 В меньше, чем энергия запрещенной зоны, указанная в таблице ниже. Например, для GaInP: 1,8 эВ / э — 0,4 В = 1,4 В. Для всех трех напряжение составляет 1,4 В + 1,0 В + 0,3 В = 2,7 В. [BRB]

Высокоэффективный трехслойный солнечный элемент.

Слой	Ленточный зазор	Светопоглощенный
Галлий фосфид индия	1,8 эВ	УФ, видимый
Арсенид галлия	1.4 эВ	ближний инфракрасный
Германий	0,7 эВ	дальняя инфракрасная область

Кристаллические солнечные батареи имеют долгий срок службы. Многие массивы имеют гарантию 25 лет и считаются работоспособными в течение 40 лет. Они не подвержены начальной деградации по сравнению с аморфным кремнием.

Как монокристаллические, так и мультикристаллические солнечные элементы основаны на кремниевых пластинах. Кремний является как подложкой, так и активными слоями устройства.Потребляется много кремния. Этот вид элементов существует уже несколько десятилетий и занимает около 86% рынка солнечной электроэнергии. Для получения дополнительной информации о кристаллических солнечных элементах см. Honsberg. [CHS]

Аморфный кремний Тонкопленочные солнечные элементы используют небольшое количество активного сырья — кремния. Примерно половину стоимости обычных кристаллических солнечных элементов составляет кремний для солнечных элементов. Процесс нанесения тонких пленок снижает эту стоимость.

Обратной стороной является то, что эффективность примерно вдвое ниже, чем у обычных кристаллических ячеек.Кроме того, под воздействием солнечного света КПД снижается на 15-35%. Ячейка с КПД 7% скоро вырастет до КПД 5%. Ячейки из тонкопленочного аморфного кремния работают лучше, чем кристаллические элементы при тусклом свете. Они находят хорошее применение в калькуляторах на солнечных батареях.

Солнечные элементы на основе не кремния составляют около 7% рынка. Это тонкопленочные поликристаллические изделия. Различные составные полупроводники являются предметом исследований и разработок. Некоторые несиликоновые продукты находятся в производстве. Как правило, эффективность лучше, чем у аморфного кремния, но не так хорошо, как у кристаллического кремния.

Теллурид кадмия в виде тонкой поликристаллической пленки на металле или стекле может иметь более высокую эффективность, чем тонкие пленки из аморфного кремния. При нанесении на металл этот слой является отрицательным контактом с тонкой пленкой теллурида кадмия. Прозрачный сульфид кадмия P-типа поверх теллурида кадмия служит буферным слоем. Положительный верхний контакт представляет собой прозрачный, электропроводящий оксид олова, легированный фтором. Эти слои могут быть нанесены на жертвенную фольгу вместо стекла в процессе, описанном в следующем параграфе.Жертвенная фольга удаляется после того, как ячейка прикреплена к постоянной подложке.

Солнечный элемент из теллурида кадмия на стекле или металле.

Создание солнечного элемента из теллурида кадмия

Процесс нанесения теллурида кадмия на стекло начинается с нанесения прозрачного, электропроводящего оксида олова N-типа на стеклянную подложку. Следующий слой — теллурид кадмия Р-типа; тем не менее, можно использовать N-тип или внутренний. Эти два слоя составляют NP-переход.Слой теллурида свинца P ⁺ (тяжелый P-тип) помогает установить контакт с низким сопротивлением. Металлический слой обеспечивает окончательный контакт с теллуридом свинца. Эти слои могут быть нанесены путем вакуумного осаждения, химического осаждения из паровой фазы (CVD), трафаретной печати, электроосаждения или химического осаждения из паровой фазы при атмосферном давлении (APCVD) в гелии. [KWM]

Разновидностью теллурида кадмия является теллурид кадмия ртути. Более низкое объемное сопротивление и меньшее контактное сопротивление повышает эффективность по сравнению с теллуридом кадмия.

Фотоэлемент из диселенида кадмия, индия, галлия (CIGS)

Диселенид кадмия, индия, галлия: наиболее многообещающий тонкопленочный солнечный элемент в настоящее время (2007 г.) производится на рулоне гибкого полиимида — кадмия, индия и галлия (CIGS) шириной десять дюймов. Его эффективность составляет 10%. Хотя ячейки из кристаллического кремния коммерческого качества превзошли это десятилетие назад, CIGS должен быть конкурентоспособным по стоимости. Процессы осаждения происходят при достаточно низкой температуре, чтобы использовать полиимидный полимер в качестве подложки вместо металла или стекла.(Рисунок выше) CIGS изготавливается методом рулона в рулон, что должно снизить затраты. Ячейки GIGS также могут быть произведены с помощью низкозатратного электрохимического процесса. [EET]

ОБЗОР:

Большинство солнечных элементов представляют собой монокристаллические или мультикристаллические кремниевые элементы из-за их хорошей эффективности и умеренной стоимости.
Остальной рынок составляют менее эффективные тонкие пленки из различных аморфных или поликристаллических материалов.
В таблице ниже сравниваются выбранные солнечные элементы.

Свойства солнечного элемента

Тип солнечного элемента	Максимальный КПД	Практическая эффективность	Банкноты
Селен поликристаллический	0,7%	–	1883, Чарльз Фриттс
Кремний, монокристалл	–	4%	1950-е годы, первый кремниевый солнечный элемент
Кремний, монокристалл PERL, наземный, космический	25%	–	солнечных машин, стоимость = 100х коммерческих
Кремний, монокристалл, наземный коммерческий	24%	14-17%	5–10 долларов за пиковую мощность
Cypress Semiconductor, Sunpower, монокристалл кремния	21.5%	19%	все контакты на задней части ячейки
Галлий фосфид индия / арсенид галлия / германий, монокристалл, многослойный	–	32%	Предпочтительно для размещения.
Расширенная наземная версия выше.	–	40,7%	Использует оптический концентратор.
Кремний мультикристаллический	18,5%	15,5%	–
Тонкие пленки,	–	–	–
Кремний аморфный	13%	5-7%	Разлагается на солнце.Подходит для использования в помещении для калькуляторов или в пасмурную погоду.
теллурид кадмия поликристаллический	16%	–	стеклянная или металлическая подложка
Диселенид арсенида меди, поликристаллический	18%	10%	Гибкое полимерное полотно толщиной 10 дюймов. [NTH]
Органический полимер, 100% пластик	4,5%	–	НИОКР

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Диоды Шоттки: принцип, функции и применение

Введение

Диоды Шоттки названы в честь их изобретателя, доктора философии.Шоттки, а SBD — сокращение от Schottky Barrier Diode. SBD не создаются с использованием принципа формирования PN-перехода между полупроводником P-типа и полупроводником N-типа, но производятся с использованием принципа металл-полупроводник, образованного контактом между металлом и полупроводником. Поэтому SBD также называют диодом металл-полупроводник или диодом с поверхностным барьером, который является разновидностью диода с горячими носителями.

Диоды Шоттки — это металл-полупроводниковые приборы из драгоценных металлов (золота, серебра, алюминия, платины и др.)) A в качестве положительного электрода и полупроводника N-типа B в качестве отрицательного электрода. Диоды Шоттки обладают однонаправленной проводимостью и могут преобразовывать переменные токи в импульсные постоянные токи в одном направлении. Используя характеристики переключения диодов Шоттки, можно составлять различные логические схемы. Диод Шоттки может ограничивать амплитуду сигнала до необходимого диапазона, предотвращая обратный пробой. Диоды Шоттки используют свою однонаправленную проводимость для извлечения низкочастотных или звуковых сигналов из высокочастотных или промежуточных радиосигналов.Его можно использовать в высокочастотных цепях для автоматической настройки, частотной модуляции и коррекции. Например, в телевизорах диод Шоттки используется в контуре настройки приемника в качестве переменного конденсатора. Диоды Шоттки могут использоваться как вентили И или ИЛИ, а также могут применяться в двойных источниках питания.

Что такое диод Шоттки?

Каталог

I Принцип работы диодов Шоттки

Диоды Шоттки — это металл-полупроводниковые приборы, из драгоценных металлов (золота, серебра, алюминия, платины и др.)) A как положительный электрод, полупроводник N-типа B как отрицательный электрод. И потенциальный барьер, образованный на контактной поверхности двух, имеет выпрямляющие характеристики. Поскольку в полупроводнике N-типа имеется большое количество электронов, а в драгоценном металле имеется лишь небольшое количество свободных электронов, электроны диффундируют от высокой концентрации B к низкой концентрации A. Очевидно, что дырок нет. в металле A, поэтому нет диффузионного движения отверстий из A в B.Поскольку электроны продолжают диффундировать от B к A, концентрация электронов на поверхности B постепенно уменьшается. При этом нейтральность поверхности нарушается, поэтому образуется потенциальный барьер, и направление его электрического поля — B → A. Однако под действием этого электрического поля электроны в A также будут дрейфовать из A → B, тем самым ослабляя электрическое поле. поле, образованное диффузионным движением. После установления области пространственного заряда определенной ширины дрейфовое движение электронов, вызванное электрическим полем, и диффузионное движение электронов, вызванное различными концентрациями, достигают относительного равновесия, образуя барьер Шоттки.

Структура внутренней схемы типичного выпрямителя Шоттки основана на полупроводнике N-типа , и на нем формируется N-эпитаксиальный слой с использованием мышьяка в качестве легирующей примеси. В аноде используется такой материал, как молибден или алюминий, для создания барьерного слоя. Диоксид кремния (SiO2) используется для устранения электрического поля в краевой области и повышения выдерживаемого напряжения трубки. Подложка N-типа имеет небольшое сопротивление в открытом состоянии, а ее концентрация легирования на 100% выше, чем у H-слоя.Катодный слой N + формируется под подложкой, и его роль заключается в уменьшении контактного сопротивления катода. Путем регулирования структурных параметров между подложкой N-типа и анодным металлом образуется барьер Шоттки , как показано на рисунке. Когда через барьер Шоттки прикладывается прямое смещение (металлический анод соединяется с положительным электродом источника питания, а подложка N-типа соединяется с отрицательным электродом источника питания), барьерный слой Шоттки становится более узким и его внутреннее сопротивление становится меньше; в противном случае, если к обоим концам барьера Шоттки прикладывается обратное смещение, барьерный слой Шоттки становится шире, а его внутреннее сопротивление становится больше.

Рисунок 1. Структура внутренней схемы диода Шоттки

Таким образом, принцип конструкции выпрямителей Шоттки сильно отличается от выпрямителей с PN переходом. Обычно выпрямители с PN-переходом называют выпрямителями с переходом, а выпрямители из металла и полупроводника — выпрямителями Шоттки. Также были внедрены алюмо-кремниевые диоды Шоттки, изготовленные с использованием кремниевого планарного процесса, который не только экономит драгоценные металлы, значительно снижает затраты, но также улучшает согласованность параметров.

II Функции диодов Шоттки

1. Исправление

С помощью диодов Шоттки с однонаправленной проводимостью переменные токи с чередующимися направлениями могут быть преобразованы в импульсные постоянные токи в одном направлении.

В цепи ток может течь только от положительного полюса диода Шоттки и течь от отрицательного полюса. Носителями в P-области являются дырки, а в N-области — электроны.Между P-областью и N-областью образуется определенный потенциальный барьер. Когда приложенное напряжение делает P-область положительной по отношению к N-области, потенциальный барьер уменьшается, и носители памяти генерируются около обеих сторон потенциального барьера. Схема может пропускать большой ток и иметь низкое падение напряжения (обычно 0,7 В), что называется состоянием пересылки. Когда добавляется противоположное напряжение и увеличивается барьер, протекает небольшой обратный ток утечки, и мы называем это состоянием обратной блокировки.

Диоды Шоттки

в основном используются в различных низкочастотных полуволновых выпрямительных схемах и двухполупериодных выпрямителях. Выпрямительный мост заключает выпрямительную трубку в кожух, который разделен на полный мост и полумост. Полный мост — это пакет из четырех диодов Шоттки, подключенных к схеме мостового выпрямителя. Полумост предназначен для соединения половинок четырех диодных мостовых выпрямителей Шоттки. Два моста могут использоваться для формирования схемы мостового выпрямителя, а один полумост может также использоваться для формирования схемы двухполупериодного выпрямителя с центральным ответвлением на трансформаторе.Во время каждого рабочего цикла моста одновременно работают только два диода Шоттки. Благодаря функции односторонней проводимости диодов Шоттки переменный ток преобразуется в однонаправленное пульсирующее напряжение постоянного тока.

Рисунок 2. выпрямитель

2. Переключатель

Сопротивление диодов Шоттки

под действием перенаправляющего напряжения очень низкое, и они находятся во включенном состоянии, что эквивалентно включенному состоянию переключателя; под действием обратного напряжения их сопротивление очень велико, и они находятся в выключенном состоянии, как выключатель.Используя характеристики переключения диодов Шоттки, можно составлять различные логические схемы. Поскольку диод Шоттки обладает характеристикой однонаправленной проводимости, PN-переход включается при положительном смещении. Сопротивление в открытом состоянии очень мало, от десятков до сотен Ом. При обратном смещении он находится в выключенном состоянии, поэтому его сопротивление очень велико. Как правило, кремниевые диоды Шоттки имеют сопротивление более 10 МОм, а германиевые трубки также имеют сопротивление от десятков тысяч до сотен тысяч Ом.Благодаря этой функции диод Шоттки будет играть роль в управлении током включения или выключения в цепи и станет идеальным электронным переключателем.

Рисунок 3. Схема переключателя 1

Самая простая схема переключения показана на рисунке. В этой схеме два конца диода подключены к Vcc и GND через резистор соответственно. Диод находится в обратном смещении и не проводит ток. Напряжение переменного тока, подаваемое через точку C1, не может проходить через диод, и компоненты переменного тока не могут быть обнаружены после точки C2.

Рисунок 4. Схема переключателя 2

На этом рисунке подключение диода противоположно приведенному выше. Диод в состоянии прямой проводимости может заставить сигнал переменного тока, подаваемый в точке C1, проходить через диод и появляться на выходе C2. Это состояние, когда диод включен, и мы также можем назвать его «включенным» состоянием переключателя.

Это простейшая схема, которая регулирует включенное состояние диода Шоттки через состояние смещения постоянного тока.Чтобы добиться управления сигналом переменного тока. На практике мы убеждаемся, что уровень на одной стороне не изменился, и регулируем уровень на другой стороне, чтобы контролировать проводимость диода. В ВЧ-схемах эта конструкция часто добавляет меры для предотвращения смешивания ВЧ-компонентов с линиями логики / питания на линии, которая обеспечивает смещение для уменьшения помех, но в целом такая конструкция все еще очень распространена.

3. Ограничение амплитуды

Так называемый ограничивающий диод Шоттки предназначен для ограничения амплитуды сигнала в необходимом диапазоне.Поскольку схемы, которые обычно требуют ограничения, в основном представляют собой схемы высокочастотных импульсов, схемы высокочастотной несущей, схемы усилителя высокочастотного сигнала и схемы высокочастотной модуляции, ограничивающие диоды Шоттки должны иметь крутые характеристики UI, чтобы они имели хорошая коммутационная способность.

Характеристики диода Шоттки, ограничивающего амплитуду: 1. В основном используется для средних, высоких частот и звуковых цепей; 2. Быстрая скорость включения и короткое время восстановления; 3.Стабильное падение напряжения на диоде при положительном смещении; 4. Может быть реализован последовательно и параллельно и ограничивает амплитуду во всех направлениях и значениях; 5. Температурная компенсация может быть достигнута при ограничении.

После включения диода Шоттки в прямом направлении его прямое падение напряжения практически не меняется (0,7 В для кремниевых трубок и 0,3 В для германиевых трубок). Используя эту функцию в качестве ограничивающего элемента в схеме, амплитуда сигнала может быть ограничена определенным диапазоном.

4. Свободный ход

Диоды Шоттки подключены параллельно на обоих концах линии. Когда ток, протекающий в катушке, исчезает, индуцированная электродвижущая сила, создаваемая катушкой, расходуется на работу, создаваемую диодом и катушкой. Это защищает безопасность других компонентов цепи. В схеме два конца реле или индуктора соединены встречно параллельно. Когда индуктор выключен, электродвижущая сила на обоих концах не исчезает сразу.В это время остаточная электродвижущая сила снимается через диод Шоттки. Диоды с обратным ходом используются в катушках индуктивности, реле и тиристорных цепях для предотвращения обратного пробоя.

Рисунок 5. Схема диодов свободного хода

Диоды свободного хода должны быть подключены к обоим концам катушки реле и интерфейсу электромагнитного клапана в цепи. Способ подключения показан на рисунке выше. Отрицательный полюс диода Шоттки соединен с положительным полюсом катушки, а положительный полюс диода Шоттки соединен с отрицательным полюсом катушки.Тем не менее, вы должны понимать, что диод свободного хода не использует характеристику выдерживаемого обратного напряжения диода Шоттки, а использует однонаправленную характеристику прямой проводимости диода Шоттки.

5. Обнаружение

Обнаружение (также называемое демодуляцией) Диоды Шоттки используют свою однонаправленную проводимость для извлечения низкочастотных или звуковых сигналов из высокочастотных или промежуточных радиосигналов.Они широко используются в полупроводниковых радиоприемниках, магнитофонах, телевизорах и средствах связи. В малосигнальной схеме устройства его рабочая частота высока, а амплитуда обрабатываемого сигнала слабая.

Детектор

Диоды Шоттки используются в электронных схемах для обнаружения низкочастотных сигналов (например, аудиосигналов), модулированных высокочастотными электромагнитными волнами. Как правило, в схеме высокочастотного обнаружения используется германиевый диод с точечным контактом.Емкость перехода мала, обратный ток мал, а рабочая частота высокая.

Рисунок 6. Демодуляция

6. Переменная емкость

Варакторные диоды, также называемые «диодами с переменным реактивным сопротивлением», изготавливаются с использованием характеристики, согласно которой емкость перехода изменяется в зависимости от приложенного напряжения, когда переход pN смещен в обратном направлении. Когда напряжение обратного смещения увеличивается, емкость перехода уменьшается, и, наоборот, емкость варакторного диода Шоттки обычно мала.Максимальное значение составляет от десятков пикофарад до сотен пикофарад. Отношение максимальной емкости к минимальной составляет примерно 5: 1. Он в основном используется в высокочастотных цепях для автоматической настройки, частотной модуляции и эквализации, например, в качестве переменного конденсатора в контуре настройки телевизионного приемника.

Когда прикладывается напряжение прямого смещения, генерируется большой ток, область обеднения PN-перехода (положительный и отрицательный электрод) сужается, емкость увеличивается, и создается эффект диффузионной емкости; когда прикладывается напряжение обратного смещения, возникает эффект переходной емкости.Однако из-за тока утечки, возникающего при приложении прямого смещения, в приложении применяется обратное смещение.

III Применение диодов Шоттки в цифровой схеме

1. Диод Шоттки для двойного питания

В настоящее время в электронном исполнении с главным контроллером в основном используются часы реального времени (RTC). RTC нуждается в дополнительной кнопочной батарее для подачи питания, чтобы предотвратить потерю информации о времени после выключения системы.В то же время после запуска системы, чтобы продлить срок службы батареи, основная система часто запитывается. Поэтому для RTC часто требуются два источника питания, а диоды могут обеспечивать изоляцию питания благодаря своей однонаправленной проводимости. Если взять в качестве примера малосигнальный диод Шоттки BAT54C, максимальное прямое падение напряжения составляет всего 0,24 В (при прямом токе 0,1 мА), а потребление тока RTC также равно уровню ua. После добавления изолированного источника питания на диоде Шоттки он также может полностью удовлетворить требования.

Рис. 7. Диод Шоттки, примененный к двойному питанию

2. Диоды Шоттки, используемые в качестве логического элемента И

Как показано на рисунке ниже, n диодов Шоттки образуют логический элемент И с n входами. Пока существует логический выход 0 в A1 ~ An, выход является логическим 0. Только все сигналы в A1 ~, выходная логика 1 и выход могут быть логическими 1. То есть реализуется И для сигналов A1 ~ An. . Поскольку в цифровой схеме входной каскад сигнала микросхемы в основном имеет высокий импеданс, общий ток логической схемы И, состоящей из диодов Шоттки, равен ua.Падение напряжения на диоде Шоттки чрезвычайно мало, а эхо-сигнал все еще может соответствовать проектным требованиям.

Рис. 8. Диоды Шоттки, используемые в качестве логического элемента И

3. Диоды Шоттки, используемые в качестве логического элемента ИЛИ

Как показано на рисунке ниже, n диодов Шоттки образуют логический элемент ИЛИ с n входами. Пока в A1 ~ An имеется логический выход 1, выход будет логическим 1. Только все сигналы в A1 ~ Выходной логический 0, выход может быть логическим 0.То есть реализуется фаза ИЛИ сигналов A1 ~ An.

Рис. 9. Диоды Шоттки, используемые в качестве логического элемента ИЛИ

4. Примеры применения диода Шоттки

При проектировании цифровых схем часто необходимо реализовать простое фазовое И, фазовое ИЛИ или инверсию фазы некоторых сигналов. Если вы напрямую используете логические микросхемы, такие как серия 74, не только значительно увеличивается площадь разводки, но и не обеспечивается гибкость проводки.А использование малосигнальных диодов Шоттки для формирования логической схемы И и ИЛИ будет более гибким и простым в использовании. На рисунке ниже представлена простая схема двустороннего сброса. JTAG необходимо перезагрузить главный контроллер, чтобы сгенерировать сигнал сброса, а внешняя клавиша сброса должна быть сброшена при нажатии главного контроллера. Если сброс JTAG и сброс ключа подключены напрямую к контакту сброса хост-контроллера, это может вызвать повреждение эмулятора JTAG. Например, когда нажата кнопка сброса, вывод сброса выхода JTAG будет иметь низкий уровень.А через диод Шоттки BAT54A составляет фазу и цепь, каждый выходной сигнал не влияет друг на друга. Как показано на рисунке ниже, пока логика выхода 0 JTAG или логика выхода 0 сброса ключа, главный контроллер может быть сброшен.

Рисунок 10. Схема простого двустороннего сброса

IV Заключение

Структура и характеристики диодов Шоттки делают их пригодными для высокочастотного выпрямления в низковольтных, сильноточных выходах и т. Д., а также для обнаружения и микширования на высоких частотах. Диоды Шоттки используются в качестве фиксаторов в высокоскоростных логических схемах. Диоды Шоттки также широко используются в ИС и широко используются в высокоскоростных компьютерах. В дополнение к характеристикам обычных диодов с PN-переходом, электрические параметры диодов Шоттки для обнаружения и смешивания также включают импеданс промежуточной частоты, который относится к импедансу, представляемому диодом Шоттки на заданной промежуточной частоте при приложении номинальной мощности гетеродина. .

Артикул Рекомендуемый:

Принцип работы и характеристики стабилитронов

Введение в типы диодов

Характеристики диода Шоттки и его применение

Ⅰ Введение

Диоды Шоттки названы в честь их изобретателя, доктора Шоттки, сокращенно от диода с барьером Шоттки (сокращенно SBD ).SBD изготавливается не по принципу формирования PN-перехода путем контакта полупроводника P-типа с полупроводником N-типа, а по переходу металл-полупроводник, основанному на принципе контакта металл-полупроводник. Поэтому SBD также называют диодом металл-полупроводник или диодом с поверхностным барьером, который является диодом с горячим носителем .

В этом видео представлены характеристики и применение диодов Шоттки

Каталог

Ⅱ Терминология

2.1 Принцип работы

Диод Шоттки — это прибор типа металл-полупроводник , изготовленный из благородного металла (золото, серебро, алюминий, платина и т. Д.) В качестве положительного электрода A, полупроводника типа N в качестве отрицательного электрода. B, и барьер, имеющий выпрямляющую характеристику, сформированный на его контактной поверхности. Поскольку в полупроводнике N-типа присутствует большое количество электронов, в благородном металле присутствует только очень небольшое количество свободных электронов, в результате электроны диффундируют от высокой концентрации B к низкой концентрации A.И в A нет дырки, следовательно, нет диффузионного движения дырок от A к B. Поскольку электрон непрерывно диффундирует от B к A, концентрация электронов на поверхности B постепенно уменьшается, разрушая электрическая нейтральность поверхности, и потенциальный барьер формируется, а направление электрического поля от B к A. Однако под действием этого электрического поля электроны в A также будут производить дрейфовое движение от A к B, что ослабляет электрическое поле, образованное диффузионным движением.Когда устанавливается определенная область пространственного заряда, дрейфовое движение электронов, вызванное электрическим полем, и диффузионное движение электронов, вызванное различными концентрациями, достигают относительного баланса, что является принципом формирования SBD.

Символ диода Шоттки

Структура внутренней схемы типичного диода Шоттки основана на полупроводнике N-типа, на котором сформирован N-эпитаксиальный слой с использованием мышьяка в качестве легирующей примеси. Анод изготовлен из такого материала, как молибден или алюминий, для образования барьерного слоя, а SiO2 используется для устранения электрического поля в краевой области и увеличения выдерживаемого напряжения трубки.Подложка N-типа имеет небольшое сопротивление в открытом состоянии, а ее концентрация легирования в 100 раз выше, чем у H-слоя. Катодный слой N + формируется под подложкой для уменьшения контактного сопротивления катода. Регулируя структурные параметры, между подложкой N-типа и анодным металлом формируется барьер Шоттки. Когда прямое смещение прикладывается к обоим концам барьера Шоттки (металл анода соединяется с положительным электродом источника питания, а подложка N-типа соединяется с отрицательным электродом), барьерный слой Шоттки сужается, и внутреннее сопротивление становится небольшим; Когда через барьер Шоттки прикладывается обратное смещение, барьерный слой Шоттки становится шире, а его внутреннее сопротивление увеличивается.

Короче говоря, принцип конструкции диода Шоттки сильно отличается от принципа конструкции диодов с PN переходом . Тип PN-перехода обычно называют переходным диодом, а контактный диод металл-полупроводник называют диодом Шоттки. Кроме того, были также представлены алюмо-кремниевые диоды Шоттки, изготовленные с использованием кремниевого планарного процесса, который не только экономит драгоценные металлы, значительно снижает затраты, но также улучшает согласованность параметров.

2.2 Конструкция

Конструкция и материалы нового высоковольтного SBD отличаются от традиционных. Обычный SBD формируется путем контакта металла с полупроводником. Металлическим материалом может быть алюминий, золото, молибден, никель, титан и т. Д., А полупроводником обычно является кремний (Si) или арсенид галлия (GaAs). Поскольку подвижность электронов больше подвижности дырок, для получения хороших частотных характеристик в качестве подложки выбран полупроводниковый материал N-типа.Кроме того, уменьшая емкость перехода SBD и увеличивая напряжение обратного пробоя без создания большого последовательного сопротивления, на подложку N + обычно добавляют высокоомный тонкий слой N-типа.

Структурная схема диода Шоттки

Если материал вывода диода Шоттки изготовлен из бескислородной меди высокой чистоты, что улучшит проводимость и толщину. Он также имеет лучшую проводимость и долго не нагревается.В то время как обычная медная проволока будет легко окисляться и паяться, что приводит к низкой производительности и легкой поломке.

Схема диода Шоттки

Хорошо известно, что внутри металлического проводника находится большое количество проводящих электронов . Когда металл находится в контакте с полупроводником (расстояние между ними составляет всего один атом), уровень Ферми металла ниже уровня Ферми полупроводника, а электронная плотность меньше электронной плотности полупроводника. полосу по сравнению с зоной проводимости полупроводника внутри металла.Следовательно, после того, как они соединяются, электроны диффундируют от полупроводника к металлу, заставляя металл нести отрицательный заряд, а полупроводник заряжается положительно. Поскольку металл является идеальным проводником, отрицательный заряд распределяется только в тонком слое атомного размера. В случае полупроводника N-типа примесные атомы, теряющие электроны, становятся положительными ионами и распределяются в большом толстом слое. В результате диффузии электронов от полупроводника к металлу формируются область пространственного заряда, собственное электрическое поле и барьер, а обедненный слой находится только на стороне полупроводника N-типа (барьер все области со стороны полупроводника).Направление собственного электрического поля в области барьера направлено к металлу областью N-типа . По мере увеличения тепловой электронной эмиссии из созданного поля дрейфовый ток, противоположный направлению диффузионного тока, увеличивается, в конечном итоге достигая динамического равновесия, образуя контактный барьер между металлом и полупроводником, и это барьер Шоттки.

Когда приложенное напряжение равно нулю , диффузионный ток электрона равен току обратного дрейфа, обеспечивая динамический баланс.Когда прикладывается прямое смещение (то есть на металл прикладывается положительное напряжение, а на полупроводник — отрицательное), собственное поле ослабевает, и боковой барьер полупроводника понижается, так что прямой ток от металла к полупроводнику. Когда прикладывается обратное смещение, собственное поле усиливается, а высота барьера увеличивается, чтобы сформировать небольшой обратный ток от полупроводника к металлу. Следовательно, SBD, как и диод с PN-переходом, является нелинейным устройством с однонаправленной проводимостью.

2.3 Упаковка

Диоды Шоттки доступны как в корпусах с выводами, так и в корпусах для поверхностного монтажа ( SMD ), а диоды Шоттки с поверхностным монтажом доступны в различных корпусах, включая однотрубные, двухтрубные и тройные. -трубные версии. Диоды Шоттки в свинцовом корпусе обычно используются в качестве высокочастотных, сильноточных выпрямительных диодов, диодов свободного хода или защитных диодов. Выпускается в однотрубном и двухдиодном корпусах. Кроме того, у Шоттки есть три типа распиновки для лампы, то есть общий катод (катоды соединены), общий анод (аноды соединены) и последовательный (анод одного диода соединен с катодом). другого диода).

Ⅲ Технические параметры

1) Падение напряжения во включенном состоянии VF : VF — это падение напряжения на диоде Шоттки, когда диод Шоттки находится в прямой проводимости. Выбирать его нужно, чтобы уделить больше внимания VF.

2) Обратный ток утечки насыщения IR : IR относится к току, протекающему через трубку, когда к ней приложено обратное напряжение. Поскольку диод Шоттки имеет большой обратный ток утечки, при выборе одного из них требуется меньшее значение IR.

3) Номинальный ток IF : IF относится к среднему значению тока, рассчитанному по допустимому повышению температуры, когда диод работает в течение длительного периода времени.

4) Импульсный ток IFSM : Прямой ток в момент включения питания. Это не нормальный ток, а мгновенный ток, который довольно велик.

5) Обратное пиковое напряжение VRM : Даже если обратный ток отсутствует, пока обратное напряжение постоянно увеличивается, диод рано или поздно выйдет из строя.VRM относится к максимальному обратному напряжению, которое можно приложить, чтобы избежать пробоя.

6) Обратное напряжение постоянного тока VR : Вышеупомянутый VRM представляет собой многократно приложенное пиковое напряжение, а VR — значение, когда напряжение постоянного тока подается непрерывно. Для цепей постоянного тока максимальное обратное напряжение постоянного тока важно для определения допустимых и верхних пределов.

7) Рабочая частота FM : Из-за емкости PN перехода, когда рабочая частота превышает определенное значение, его однонаправленная проводимость ухудшается.Диоды Шоттки имеют высокие значения ЧМ до 100 ГГц.

8) Время обратного восстановления Trr : Когда рабочее напряжение изменяется с прямого на обратное, идеальная работа диода заключается в том, что ток может быть мгновенно отключен. На самом деле обычно это занимает небольшую задержку. Величина, определяющая текущую задержку отключения, — это время обратного восстановления. Другими словами, когда диод Шоттки внезапно инвертируется за счет проводимости, обратный ток значительно ослабляется до времени, необходимого для приближения к ИК.Это напрямую влияет на скорость переключения диода, но не означает, что это значение должно быть меньше. И этот показатель важен, когда переключатель большой мощности работает в состоянии переключателя высокой частоты.

Ⅳ Характеристики диодов Шоттки

4.1 Характеристики

1) Поскольку высота барьера Шоттки ниже, чем высота барьера PN-перехода, его пороговое напряжение прямой проводимости и прямое падение напряжения ниже (около 0.На 2 В ниже), чем диод на PN переходе.

2) Поскольку SBD является проводящим устройством для большинства несущих, не существует проблем со сроком службы неосновных носителей и обратным восстановлением. Время обратного восстановления SBD — это только время заряда и разряда конденсатора с барьером Шоттки, которое полностью отличается от времени обратного восстановления диода с PN переходом. Поскольку заряд обратного восстановления SBD очень мал, скорость переключения очень высока, а потери переключения также очень малы, что особенно подходит для высокочастотных приложений.Однако обратный барьер SBD тонкий, и пробой более вероятен на его поверхности, обратное напряжение пробоя относительно низкое. Поскольку SBD более подвержен тепловому пробою, чем диод с PN-переходом, обратный ток утечки больше, чем у диода с PN-переходом.

Диод с барьером Шоттки (SBD)

Самая большая яркая особенность диода Шоттки — однонаправленная проводимость, что означает, что ток может проходить только в одном направлении.Из-за этой характеристики его часто используют в качестве переключающего элемента для управления током.

4.2 Преимущества и недостатки

SBD имеет преимущества : высокая частота переключения, низкое прямое напряжение и низкое обратное напряжение пробоя, в основном менее 60 В, а максимальное значение составляет всего около 100 В, что ограничивает диапазон его применения. Например, в схемах импульсного источника питания (SMPS) и коррекции коэффициента мощности (PFC), диод свободного хода устройства переключения мощности, вторичная обмотка трансформатора и т. Д., все они требуют высокочастотного выпрямительного диода на 100 В или более. В демпфирующей цепи УЗО используется высокоскоростной диод от 600 В до 1,2 кВ, требованиям может соответствовать только эпитаксиальный диод с быстрым восстановлением (FRED) или сверхбыстрый восстанавливающийся диод (UFRD). Время обратного восстановления UFRD также превышает 20 нс, что не может удовлетворить потребности SMPS от 1 МГц до 3 МГц в таких областях, как космические станции. Даже с SMPS 100 кГц, поскольку потери проводимости и коммутационные потери UFRD велики, температура корпуса высока, и требуется большой радиатор, так что объем и вес SMPS увеличиваются, что не является допустимым. совместим с тенденцией миниатюризации.Таким образом, разработка SBD высокого давления выше 100 В всегда была темой исследований и вызывала беспокойство. В последние годы компания SBD совершила прорыв. Запущены в производство высоковольтные распределительные устройства на 150 В и 200 В, а также успешно разработаны БРД на напряжение более 1 кВ из новых материалов.

Самый большой недостаток диодов Шоттки — это их низкое обратное смещение и большой обратный ток утечки. Для диодов Шоттки из кремния и металла номинальное напряжение обратного смещения составляет до 50 В.Значение тока обратной утечки находится в положительной температурной характеристике, которая легко увеличивается при повышении температуры. Так что необходимо следить за тепловым разгоном. Чтобы избежать вышеуказанных проблем, напряжение обратного смещения диода Шоттки в реальных условиях применения будет намного меньше его номинального значения. Однако технология диодов Шоттки также продвинулась вперед, с номинальными значениями обратного смещения до 200 В.

Ⅴ Применение диодов Шоттки

Диоды Шоттки широко используются в различных схемах саморегулирования , схемах связи, измерительных схемах, схемах домашних компьютеров и телевизорах из-за их высокой скорости переключения, длительного срока службы, бесконтактности, малых размеров размер и высокая надежность.Они также используются в DVD-плеерах, видеомагнитофонах и других схемах.

Структура и характеристики SBD делают его подходящим для высокочастотного выпрямления в низковольтных, сильноточных выходных ситуациях, а также для обнаружения и микширования на очень высоких частотах (таких как X-диапазон, C-диапазон, S -диапазон и Ku-диапазон). Используется как фиксатор в высокоскоростных логических схемах. SBD также широко используется в ИС.

Диоды Шоттки — маломощные сверхбыстрые полупроводниковые приборы .Наиболее примечательной особенностью является то, что время обратного восстановления чрезвычайно короткое (может составлять всего несколько наносекунд), а прямое падение напряжения составляет всего около 0,4 В. Он широко используется в качестве высокочастотного, низковольтного, сильноточного выпрямительного диода, обратного диода, защитного диода, а также используется в качестве выпрямительного диода и диода обнаружения слабого сигнала в таких схемах, как микроволновая связь. Это чаще встречается в источниках питания и инверторах связи.

Типичное применение диода Шокли — в схеме переключения биполярного транзистора BJT.Зажмите, подключив диод Шокли к BJT, чтобы транзистор казался выключенным, когда он находится во включенном состоянии, чтобы улучшить скорость переключения транзистора. Этот метод используется во внутренних цепях TTL типичных цифровых ИС, таких как 74LS, 74ALS и 74AS.

Самая большая особенность диодов Шоттки — это то, что прямое падение напряжения VF относительно невелико. В случае того же тока его прямое падение напряжения намного меньше. Кроме того, время его восстановления невелико.У него также есть некоторые недостатки: низкое выдерживаемое напряжение и больший ток утечки. Их необходимо учитывать при выборе диода Шоттки.

Ⅵ Обнаружение

Диод Шоттки широко используется в импульсных источниках питания, инверторах, драйверах и других схемах в качестве высокочастотных, низковольтных, сильноточных выпрямительных диодов, диодов свободного хода и защитных диодов. Его основные неисправности — обрыв цепи, короткое замыкание и нестабильное регулирование напряжения.

При использовании цифрового мультиметра для проверки диода Шоттки красная ручка подключается к отрицательному полюсу диода Шоттки, а черная ручка — к отрицательному полюсу диода.Значение сопротивления, измеренное в это время, является сопротивлением прямой проводимости диода Шоттки.

Ⅶ Диод быстрого восстановления против диода Шоттки

Принцип конструкции отличается. Диод Шоттки представляет собой комбинацию благородного металла и полупроводника n-типа, в то время как диод с быстрым восстановлением представляет собой обычный pn-переход с тонкой базой.

В выпрямителе Шоттки для переноса заряда используется только один вид носителей (электрон), и накопление неосновных носителей за пределами барьера отсутствует.Следовательно, нет проблемы накопления заряда, что делает характеристики переключения видимыми. Время обратного восстановления может быть сокращено до менее 10 нс. Однако его обратное выдерживаемое напряжение низкое, обычно не превышает 100 В. Следовательно, он подходит для работы в условиях низкого напряжения и высокого тока. Благодаря низкому падению напряжения он может повысить эффективность низковольтных, сильноточных выпрямительных цепей (или схем с обратным ходом).

Диоды Шоттки

Диод с быстрым восстановлением относится к диоду с коротким временем обратного восстановления (менее 5 мкс).Процесс в основном легирован золотом. Большинство из них имеют структуру PN-перехода, а некоторые используют улучшенную структуру PIN. Его прямое падение напряжения выше, чем у обычных диодов (1-2 В), а обратное выдерживаемое напряжение составляет более 1200 В. По производительности его можно разделить на два уровня: быстрое восстановление и сверхбыстрое восстановление. Первое время обратного восстановления составляет сотни наносекунд или больше, а второе — менее 100 наносекунд.

диоды Шоттки, имеющие преимущества , низкое прямое падение напряжения (0.4 ~ 1,0 В) и короткое время обратного восстановления (0 ~ 10 наносекунд) с недостатками большого обратного тока утечки и низкого выдерживаемого напряжения, обычно ниже 150 В, в основном используются в приложениях с низким напряжением.

Обратное напряжение пробоя диода Шоттки в большинстве случаев не превышает 60 В, а максимальное значение составляет всего около 50 В, что не подходит для условий высокого напряжения. Обратный пик диода с быстрым восстановлением может составлять от нескольких сотен до нескольких тысяч вольт, например, как высокочастотные выпрямительные диоды в схеме импульсного трансформатора питания.

Время восстановления диода Шоттки примерно в сто раз меньше, чем у диодов с быстрым восстановлением, обычно около нескольких наносекунд.

Преимущества первого : низкое энергопотребление, , большой ток и сверхвысокая скорость. В диодах с быстрым восстановлением используется легирование золотом, простая диффузия и другие процессы для получения более высоких скоростей переключения и более высоких напряжений пробоя. В настоящее время диоды с быстрым восстановлением в основном используются в инверторных источниках питания в качестве выпрямительных компонентов.

Диоды Шоттки: это диод с «металлическим полупроводниковым переходом », и его прямое пусковое напряжение низкое. В дополнение к материалу металлический слой также может быть изготовлен из золота, молибдена, никеля, титана или тому подобного; Используя кремний или арсенид галлия, большинство полупроводниковых материалов относятся к N-типу. Это устройство является электропроводным для большинства носителей, поэтому его обратный ток насыщения намного больше, чем у диодов на основе PN перехода.

Поскольку эффект памяти неосновных носителей в диодах Шоттки очень мал, его частотная характеристика ограничена только постоянной времени RC.Таким образом, это идеальное устройство для высокочастотного и быстрого переключения, а его рабочая частота может достигать 100 ГГц. Кроме того, МДП (металл-диэлектрик-полупроводник) диоды Шоттки могут использоваться для производства солнечных элементов или светодиодов.

Диод с быстрым восстановлением, с падением прямого напряжения 0,8–1,1 В, временем обратного восстановления 35–85 нс, может быстро преобразовывать рабочее состояние (проводящее и отключенное), увеличивая частоту использования устройства и улучшая форму волны.

Диоды Шоттки

обладают хорошими коммутационными характеристиками, коротким временем обратного восстановления, большим прямым током, небольшими размерами и простой установкой.Диод со сверхбыстрым восстановлением (SRD) разработан на основе диода с быстрым восстановлением, время обратного восстановления которого близко к времени восстановления диода Шоттки. Они могут широко использоваться в импульсных источниках питания, широтно-импульсных модуляторах (ШИМ), источниках бесперебойного питания, регулировании частоты вращения электродвигателей переменного тока, высокочастотном нагреве и т. Д. В качестве высокочастотных, сильноточных импульсных диодов или выпрямителей.

Часто задаваемые вопросы о диодах Шоттки

1.Что такое диод Шоттки? Диод Шоттки
, также известный как диод с барьером Шоттки или диод с горячей несущей, представляет собой металл-полупроводниковый диод с низким прямым падением напряжения и очень высокой скоростью переключения.

2. Для чего нужен диод Шоттки? Диоды Шоттки
используются благодаря низкому напряжению включения, быстрому времени восстановления и малым потерям энергии на высоких частотах. Эти характеристики делают диоды Шоттки способными выпрямлять ток, облегчая быстрый переход из проводящего состояния в состояние блокировки.

3. Как работает диод Шокли?
Знакомство с диодом Шокли
Его также называют четырехслойным диодом. Он функционирует как обычный диод без каких-либо триггерных входов, в состоянии обратного смещения ток через него не протекает, а в состоянии прямого смещения ток течет через него, когда напряжение на нем больше, чем его напряжение разрыва.

4. В чем разница между диодом Шоттки и обычным диодом?
Диод Шоттки имеет более низкий потенциальный барьер (~ 0.3 В), чем обычный диод (~ 0,6 В), и намного быстрее с точки зрения переключения и частотной характеристики (у него меньшая емкость в переходе). Недостатком является то, что обратное напряжение, которое он может выдерживать, примерно вдвое меньше, чем у обычного диода.

5. Каковы две важные особенности диода Шоттки?
Мы видели здесь, что диод Шоттки, также известный как диод с барьером Шоттки, представляет собой твердотельный полупроводниковый диод, в котором металлический электрод и полупроводник n-типа образуют ms-переход диодов, что дает ему два основных преимущества по сравнению с традиционным pn-переходом. диоды, более высокая скорость переключения и низкое прямое смещение.

6. Что означает диод Шоттки?
Schottky), также известный как диод с барьером Шоттки или диод с горячими носителями, представляет собой полупроводниковый диод, образованный соединением полупроводника с металлом.

7. Как определить диод Шоттки?
Диод Шоттки измеряется как в прямом, так и в обратном направлении. Если да, то измерение на Рисунке 8-25 показывает, что трубка представляет собой кремниевый диод. Если это германиевый диод, показание прямого напряжения должно быть меньше 0.3В.

8. Как выбрать диод Шоттки?
Для диода Шоттки это обычно может быть в диапазоне от 0,3 до 0,6 В. Номинальная мощность зависит не только от силы тока, но и от того, сколько времени ток будет протекать через диод. Если у вас есть постоянный ток, то номинальная мощность пакета должна быть больше, чем рассеиваемая диодом.

9. Почему диод Шоттки известен как диод с горячей несущей?
Когда диод Шоттки находится в несмещенном состоянии, электроны, лежащие на стороне полупроводника, имеют очень низкий уровень энергии по сравнению с электронами, присутствующими в металле.Таким образом, электроны не могут проходить через переходной барьер, который называется барьером Шоттки. … Таким образом, диод называется диодом с горячей несущей.

10. Что такое выпрямитель Шоттки?
Диод Шоттки или выпрямитель с барьером Шоттки, названный в честь немецкого физика Вальтера Х. Шоттки, представляет собой полупроводниковый диод, в конструкции которого используется металл у полупроводникового перехода. Он имеет низкое прямое падение напряжения и очень быстрое переключение. … На самом деле, это один из старейших реально существующих полупроводниковых приборов.

Вам также может понравиться

Лавинный фотодиод

Учебное пособие по основам работы со светодиодами

Функция и принцип действия диода

Физические карты и символы диодов

Учебное пособие по стабилитронам

: каков принцип работы стабилитронов?

Принцип работы стабилитрона и определение положительного и отрицательного полюсов

Заказ и качество

Фото

Mfr.Часть #

Компания

Описание

Пакет

PDF

Кол-во

Стоимость
(Долл. США)

МУРС320-М3-9АТ

Компания: Vishay Semiconductor Diodes Division

Пакет: DO-214AB, SMC

Лист данных

На складе: Под заказ
Запрос

Цена:

Запрос

MBRS340T3G

Компания: ON Semiconductor

Пакет: DO-214AB, SMC

Лист данных

На складе: 107500
Запрос

Цена:

2500+:	0 руб.12210
5000+:	$ 0,11803
12500+:	0 руб.11396
25000+:	$ 0,10989

Запрос

MUR1100ERLG

Компания: ON Semiconductor

Корпус: DO-204AL, DO-41, осевой

Лист данных

На складе: Под заказ
Запрос

Цена:

5000+:	0 руб.12600
10000+:	$ 0,11700
25000+:	0 руб.11430
50000+:	0,11070
125000+:	0 руб.10800
1+:	$ 0,39000
10+:	0 руб.33800
100+:	$ 0,2 3400
500+:	0 руб.18270
1000+:	$ 0,14850
2000+:	0 руб.13950

Запрос

LS4148-GS18

Компания: Vishay Semiconductor Diodes Division

Пакет: DO-213AC, MINI-MELF, SOD-80

Лист данных

На складе: 80000
Запрос

Цена:

10000+:	0 руб.01900
30000+:	$ 0,01710
50000+:	0 руб.01473
100000+:	0,01425 руб.
250000+:	0 руб.01264

Запрос

SS14-E3-61T

Компания: Vishay Semiconductor Diodes Division

Пакет: DO-214AC, SMA

Лист данных

На складе: 154800
Запрос

Цена:

1800+:	0 руб.06876
5400+:	$ 0,06685
9000+:	0 руб.06112
45000+:	0,05730 долл. США

Запрос

NRVTSA3100ET3G

Компания: ON Semiconductor

Пакет: DO-214AC, SMA

Лист данных

На складе: Под заказ
Запрос

Цена:

5000+:	0 руб.07350
10000+:	$ 0,06720
25000+:	0 руб.06300
50000+:	0,05670 долл. США

Запрос

MBR360

Компания: ON Semiconductor

Корпус: DO-201AA, DO-27, осевой

Лист данных

На складе: Под заказ
Запрос

Цена:

Запрос

SDT06S60

Компания: Infineon Technologies

Пакет: TO-220-2

Лист данных

На складе: Под заказ
Запрос

Цена:

Запрос