Šotka diode - raksturlielumi, parametri un pielietojums

Diods ir viena no pamatkomponentēm, ko parasti izmanto elektronisko shēmu projektēšanā, to parasti var atrast taisngriežos, griezējierīcēs, skavās un daudzās citās parasti izmantotajās shēmās. Tā ir divu termināļu pusvadītāju ierīce, kas ļauj strāvas plūsmu tikai vienā virzienā, kas ir forma no anoda līdz katodam (no + līdz -), un bloķē strāvas plūsmu pretējā virzienā, ti, katodu uz anodu. Iemesls tam, ka tam ir apm. Nulle pretestība virzienā uz priekšu, kamēr bezgalīga pretestība pretējā virzienā. Ir daudz dažādu veidu diodes ar unikālu īpašību un lietojumprogrammām. Mēs jau esam iemācījušies par Zener diodēm un to darbību, šajā rakstā mēs uzzināsim par vēl vienu interesantu diodes veidu, ko sauc par Schottky diode, un to, kā to var izmantot mūsu ķēdes dizainā.

Šotka diode (nosaukta pēc vācu fiziķa Valtera H. Šotka) ir cita veida pusvadītāju diode, taču tā vietā, lai būtu PN savienojums, Šotka diodei ir metāla un pusvadītāja savienojums, kas samazina kapacitāti un palielina Šotka diode pārslēgšanās ātrumu, un tas padara to atšķirīgu no citām diodēm. Schottky diodei ir arī citi nosaukumi, piemēram, virsmas barjeras diode, Schottky barjeras diode, karstā nesēja vai karstā elektronu diode.

Šotka diode simbols

Šotka diodes simbols ir balstīts uz vispārēju diode simbolu, bet tā vietā, lai tam būtu taisna līnija, tā diode negatīvajā galā ir S veida struktūra, kā parādīts zemāk. Šo shematisko simbolu var viegli izmantot, lai atšķirtu Šotka diodi no citām diodēm, lasot ķēdes shēmu. Visā rakstā mēs salīdzināsim Schottky diode ar parasto diode, lai labāk izprastu.

Pat ņemot vērā komponenta fizisko izskatu, Šotka diode izskatās līdzīga vispārējam diodam, un bieži vien ir grūti noteikt atšķirību, neizlasot tajā esošo detaļu numuru. Bet visbiežāk Schottky diode parādīsies mazliet apjomīga nekā parastās diodes, taču tam ne vienmēr jābūt. Schottky diode pin-out attēls tiek parādīts zemāk.

Ar ko Šotka diode ir īpaša?

Kā iepriekš tika apspriests, Schottky diode izskatās un darbojas ļoti līdzīgi vispārējam diodam, taču Schottky diode unikālās īpašības ir tā ļoti zems sprieguma kritums un liels pārslēgšanās ātrums. Lai to labāk saprastu, ļaujiet savienot Schottky diode un generic diode ar identisku un ķēdi un pārbaudiet tā darbību.

Iepriekš minētajos attēlos mums ir divas shēmas, viena Schottky diodei un cita tipiska PN savienojuma diodei. Šīs shēmas tiks izmantotas, lai diferencētu sprieguma kritumus abās diodēs. Tātad kreisā ķēde ir paredzēta Šotka diodei, bet labā - tipiskai PN savienojuma diodei. Abas diodes tiek darbinātas ar 5V. Kad strāva tiek nodota no abām diodēm, Schottky diodei ir tikai 0,3 voltu sprieguma kritums un slodzei paliek 4,7 volti, no otras puses, tipiskajam PN savienojuma diodes sprieguma kritums ir 0,7 volti, un slodzei atstāj 4,3 volti. Tātad Šotka diodei ir mazāks sprieguma kritums nekā parastajam PN savienojuma diodam. Izņemot sprieguma kritumu, Schottky diodei ir arī dažas citas priekšrocības attiecībā uz tipisku PN savienojuma diodi, piemēram, Schottky diodeātrāks komutācijas ātrums, mazāks troksnis un labāka veiktspēja nekā tipisks PN savienojuma diods.

Šotka diode trūkumi

Ja Schottky diodei ir ļoti zems sprieguma kritums un liels komutācijas ātrums, kas nodrošina labāku veiktspēju, kāpēc mums vispār vajadzīgas vispārīgas PN savienojuma diodes? Kāpēc mēs vienkārši neizmantojam Schottky diode visiem shēmu dizainiem?

Lai gan ir taisnība, ka Schottky diodes ir labākas par PN savienojuma diodēm, un lēnām tam ir vairāk priekšroka nekā PN savienojuma diodei. Divas galvenās Schottky diodes nepilnības ir tā zemā apgrieztā sadalījuma spriegums un augsta apgrieztā noplūdes strāva, salīdzinot ar vispārējo diode. Tas padara to nederīgu augstsprieguma komutācijas lietojumiem. Arī Schottky diodes ir salīdzinoši dārgākas nekā parastās taisngriežu diodes.

Schottky diode vs taisngrieža diode

Īss PN-diode un Schottky diode salīdzinājums ir sniegts zemāk esošajā tabulā:

PN- savienojuma diode	Šotka diode
PN savienojuma diode ir bipolāra ierīce, kas nozīmē, ka strāvas vadīšana notiek gan mazākuma, gan vairākuma lādiņu nesēju dēļ.	Atšķirībā no PN savienojuma diodes, Schottky diode ir vienpolāra ierīce, kas nozīmē, ka strāvas vadīšana notiek tikai vairākuma lādiņu nesēju dēļ.
PN- savienojuma diodei ir pusvadītāja - pusvadītāja savienojums.	Kamēr Šotka diodei ir metāla pusvadītāju savienojums.
PN- savienojuma diodei ir liels sprieguma kritums.	Šotka diodei ir mazs sprieguma kritums.
Augsts Par valsts zaudējumiem.	Zemi valsts zaudējumi.
Lēns pārslēgšanās ātrums.	Ātrs pārslēgšanās ātrums.
Augsts ieslēgšanas spriegums (0,7 volti)	Zems ieslēgšanas spriegums (0,2 volti)
Augsts reversās bloķēšanas spriegums	Zems reversās bloķēšanas spriegums
Zema reversā strāva	Augsta reversā strāva

Šotka diodes struktūra

Schottky diodes tiek konstruētas, izmantojot metāla un pusvadītāju savienojumu, kā parādīts zemāk esošajā attēlā. Schottky diodēm vienā savienojuma pusē ir metāla savienojums un otrā pusē ir leģēts silīcijs, tāpēc Schottky diodei nav noplicināšanas slāņa. Šīs īpašības dēļ Schottky diodes ir pazīstamas kā vienpolāras ierīces, atšķirībā no tipiskām PN savienojuma diodēm, kas ir bipolāras ierīces.

Šotka diodes pamatstruktūra ir parādīta iepriekš redzamajā attēlā. Kā redzat attēlā, Schottky diodes vienā pusē ir metāla savienojums, kas var būt no platīna līdz volframam, molibdēnam, zeltam utt., Un otrā pusē ir N tipa pusvadītājs. Apvienojot metāla savienojumu un N-veida pusvadītāju, tie izveido metāla-pusvadītāja savienojumu. Šis krustojums ir pazīstams kā Schottky Barrier. Šotka barjeras platums ir atkarīgs no metāla un pusvadītāju materiālu veida, kurus izmanto krustojuma veidošanā.

Šotka barjera neobjektīvā, neobjektīvā vai pretēji neobjektīvā stāvoklī darbojas atšķirīgi. In priekšu slīpo stāvoklī, kad pozitīvs termināls no akumulatora ir savienots ar metāla un negatīvs termināls ir savienots ar n-tipa pusvadītāju, Schottky diode ļauj strāvas plūsmu. Bet apgrieztā slīpuma stāvoklī, kad akumulatora pozitīvais spaile ir savienota ar n-veida pusvadītāju un negatīvā spaile ir savienota ar metālu, Schottky diode bloķēs pašreizējo plūsmu. Tomēr, ja apgrieztā sprieguma spriegums palielināsies virs noteikta līmeņa, tas pārtrauks barjeru un strāva sāks plūst pretējā virzienā, un tas var sabojāt Šotka diodei pievienotos komponentus.

Šotka diode VI raksturojums

Viena svarīga īpašība, kas jāņem vērā, izvēloties diodi, ir grafiks Attāluma spriegums (V) pret priekšu straume (I) Zemāk parādīta populārāko Schottky diodu 1N5817, 1N5818 un 1N5819 VI diagramma

Šotka diodes VI raksturlielumi ir ļoti līdzīgi tipiskajam PN savienojuma diodam. Zema sprieguma kritums nekā tipiskajam PN savienojuma diodam ļauj Šotka diodei patērēt mazāk sprieguma nekā tipiskam diodam. No iepriekš minētā grafika jūs varat redzēt, ka 1N517 ir vismazākais sprieguma kritums uz priekšu, salīdzinot ar pārējiem diviem, var arī atzīmēt, ka sprieguma kritums palielinās, palielinoties strāvai caur diodi. Pat 1N517 pie maksimālās strāvas 30A sprieguma kritums tajā var sasniegt 2V. Tāpēc šīs diodes parasti izmanto zemas strāvas lietojumos.

Parametri, kas jāņem vērā, izvēloties Schottky diode

Katram dizaina inženierim ir jāizvēlas pareizais Schottky diode atbilstoši viņa pielietojuma vajadzībām. Par labošanas dizainu, augstu spriegumu, zema / vidēja strāvu, un zemas frekvences novērtēja diodes būs nepieciešams. Par pārslēgšanas dizainu biežums reitings diode būtu augsta.

Daži parastie un svarīgi diodes parametri, kas jums jāpatur prātā, ir uzskaitīti zemāk:

Sprieguma kritums uz priekšu: Spriegums, kas pazemināts, lai ieslēgtu uz priekšu orientētu diodi, ir sprieguma kritums uz priekšu. Tas mainās atkarībā no dažādām diodēm. Šotka diodei ieslēgšanas spriegums parasti ir aptuveni 0,2 V.

Reversā sadalījuma spriegums: Konkrētu apgrieztā sprieguma spriegumu, pēc kura diode sabojājas un sāk darboties pretējā virzienā, sauc par reversās sadalīšanas spriegumu. Reversā sadalīšanās spriegums Schottky diodei ir aptuveni 50 volti.

Atgriezeniskās atkopšanas laiks: laiks, kas vajadzīgs, lai diodi pārslēgtu no tā vadīšanas uz priekšu vai “IESLĒGTS” uz “IZSLĒGTS”. Vissvarīgākā atšķirība starp tipisko PN savienojuma diodi un Šotka diodi ir reversais atkopšanas laiks. Tipiskā PN savienojuma diodē reversais atjaunošanās laiks var svārstīties no vairākām mikrosekundēm līdz 100 nanosekundēm. Schottky diodēm nav atkopšanas laika, jo Schottky diodēm krustojumā nav noplicināšanas reģiona.

Reversā noplūdes strāva: strāva, ko no pusvadītāju ierīces vada pretējā slīpumā, ir reversā noplūdes strāva. Šotka diode, paaugstinot temperatūru, ievērojami palielinās reversās noplūdes strāvu.

Šotka diodes pielietojumi

Schottky diodēm ir daudz pielietojumu elektronikas nozarē to unikālo īpašību dēļ. Dažas no lietojumprogrammām ir šādas:

1. Sprieguma fiksēšanas / apgriešanas shēmas

Clipper shēmas un clamper shēmas parasti tiek izmantotas viļņu formēšanas lietojumos. Zema sprieguma krituma īpašība padara Schottky diode noderīgu kā iespīlēšanas diode.

2. Reversās strāvas un izlādes aizsardzība

Kā mēs zinām, Schottky diode tiek saukta arī par bloķējošo diode, jo tā bloķē strāvas plūsmu pretējā virzienā; to var izmantot kā izplūdes aizsardzību. Piemēram, avārijas zibspuldzē starp superkondensatoru un līdzstrāvas motoru tiek izmantots Schottky diode, lai novērstu superkondensatora izlādi caur līdzstrāvas motoru.

3. Paraugu un aizturēšanas shēmas

Uz priekšu novirzītajam Šotka diodam nav mazākuma lādiņu nesēju, un tāpēc tie var pārslēgties ātrāk nekā parastās PN savienojuma diodes. Tātad Schottky diodes tiek izmantotas, jo tām ir mazāks pārejas laiks no parauga uz aizturēšanas soli, un tā rezultātā izvadē tiek iegūts precīzāks paraugs.

4. Strāvas taisngriezis

Schottky diodēm ir augsts strāvas blīvums, un zems sprieguma kritums uz priekšu nozīmē, ka tiek iztērēta mazāk enerģijas nekā tipiska PN savienojuma diode, un tas padara Schottky diodes piemērotākas strāvas taisngriežiem.

Sekojot saitei, jūs varat atrast praktisku diode ieviešanu daudzās ķēdēs.