Dioda Schottky, parimi i funksionimit të së cilës do të përshkruajmë sot, është një shpikje shumë e suksesshme e shkencëtarit gjerman Walter Schottky. Pajisja u emërua për nder të tij, dhe mund ta gjeni kur studioni një sërë qarqesh elektrike. Për ata që sapo kanë filluar të njihen me elektronikën, do të jetë e dobishme të mësojnë pse përdoret dhe ku përdoret më shpesh.

Kjo është një diodë gjysmëpërçuese me një rënie minimale të tensionit gjatë ndërrimit të drejtpërdrejtë. Ai ka dy komponentë kryesorë: vetë gjysmëpërçuesin dhe metalin.
Siç dihet, niveli i lejueshëm i tensionit të kundërt në çdo pajisje elektronike industriale është 250 V. Ky U gjen zbatim praktik në çdo qark me tension të ulët, duke parandaluar rrjedhën e kundërt të rrymës.

Struktura e pajisjes në vetvete është e thjeshtë dhe duket si kjo:

• gjysmëpërçues;
• pasivimi i xhamit;
• metali;
• unazë mbrojtëse.

Kur rryma elektrike kalon nëpër një qark, ngarkesat pozitive dhe negative grumbullohen në të gjithë perimetrin e pajisjes, duke përfshirë unazën mbrojtëse. Grumbullimi i grimcave ndodh në elementë të ndryshëm diodë. Kjo siguron shfaqjen e një fushe elektrike me lëshimin e mëvonshëm të një sasie të caktuar nxehtësie.

Dallimi nga gjysmëpërçuesit e tjerë

Dallimi kryesor i tij nga gjysmëpërçuesit e tjerë është se pengesa është një element metalik me përçueshmëri të njëanshme.

Elementë të tillë janë bërë nga një numër metalesh të vlefshme:

• arsenid galium;
• silikon;
• ari;
• tungsten;
• karabit silikoni;
• paladium;
• platini.

Karakteristikat e treguesit të tensionit të dëshiruar dhe cilësia e funksionimit të pajisjes elektronike në tërësi varen nga cili metal zgjidhet si material. Siliconi përdoret më shpesh për shkak të besueshmërisë, qëndrueshmërisë dhe aftësisë për të vepruar në kushte të fuqisë së lartë. Përdoret gjithashtu arsenidi i galiumit i kombinuar me arsenik ose germanium.

Avantazhet dhe disavantazhet

Kur punoni me pajisje që përfshijnë një diodë Schottky, duhet të merrni parasysh aspektet e tyre pozitive dhe negative. Nëse e lidhni atë si një element të një qarku elektrik, ai do të mbajë në mënyrë të përkryer rrymën, duke parandaluar humbje të mëdha.

Përveç kësaj, pengesa metalike ka kapacitet minimal. Kjo rrit ndjeshëm rezistencën ndaj konsumit dhe jetën e shërbimit të vetë diodës. Rënia e tensionit kur e përdorni është minimale, dhe veprimi ndodh shumë shpejt - thjesht duhet të bëni një lidhje.

Megjithatë, përqindja e madhe e rrymës së kundërt është një disavantazh i dukshëm. Meqenëse shumë pajisje elektrike janë shumë të ndjeshme, shpesh ka raste kur një tepricë e lehtë e treguesit, vetëm disa A, mund të dëmtojë pajisjen për një kohë të gjatë. Gjithashtu, nëse kontrolloni pa kujdes tensionin e gjysmëpërçuesit, vetë dioda mund të rrjedhë.

Fusha e zbatimit

Dioda Schottky mund të përfshihet në çdo bateri.

Përfshihet në pajisjen e baterisë diellore. Panelet diellore, të cilat kanë funksionuar me sukses në hapësirën e jashtme për një kohë të gjatë, janë mbledhur pikërisht në bazë të kryqëzimeve të pengesave Schottky. Sisteme të tilla diellore janë instaluar në anije kozmike (satelitë dhe teleskopë që funksionojnë në kushte të vështira të hapësirës pa ajër).

Pajisja është e domosdoshme kur përdorni kompjuterë, pajisje shtëpiake, radio dhe furnizime me energji elektrike. Kur përdoret si duhet, një diodë Schottky rrit performancën e çdo pajisjeje dhe parandalon humbjen e rrymës. Ai është i aftë të marrë rrezatim alfa, beta dhe gama. Kjo është arsyeja pse është i domosdoshëm në kushtet hapësinore.

Duke përdorur një pajisje të tillë, është e mundur të lidhni diodat paralelisht, duke i përdorur ato si ndreqës të dyfishtë. Në këtë mënyrë, ju mund të kombinoni dy furnizime paralele me energji elektrike. Një paketë përfshin dy gjysmëpërçues, dhe skajet e ngarkesave pozitive dhe negative janë të lidhura me njëri-tjetrin. Ka edhe qarqe më të thjeshta ku diodat Schottky janë shumë të vogla. Kjo është tipike për pjesët shumë të vogla në elektronikë.

Dioda Schottky është një element i domosdoshëm në shumë pajisje elektronike. Gjëja kryesore është të kuptoni specifikat e punës së tij dhe ta përdorni atë në mënyrë korrekte.

Diodat Schottky, ose më saktë diodat penguese Schottky, janë pajisje gjysmëpërçuese të bëra në bazë të një kontakti metal-gjysmëpërçues, ndërsa diodat konvencionale përdorin një kryqëzim gjysmëpërçues p-n.

Dioda Schottky ia detyron emrin dhe paraqitjen e saj në elektronikë fizikanit dhe shpikësit gjerman Walter Schottky, i cili në vitin 1938, duke studiuar efektin e pengesës së sapo zbuluar, konfirmoi teorinë e paraqitur më parë, sipas së cilës megjithëse emetimi i elektroneve nga një metal është parandalohet nga një pengesë potenciale, por si fusha elektrike e jashtme e aplikuar, kjo pengesë do të ulet. Walter Schottky zbuloi këtë efekt, i cili më pas u quajt efekti Schottky, për nder të shkencëtarit.

Duke ekzaminuar kontaktin midis një metali dhe një gjysmëpërçuesi, mund të shihet se nëse afër sipërfaqes së gjysmëpërçuesit ka një zonë të varfëruar nga transportuesit kryesorë të ngarkesës, atëherë në rajonin e kontaktit të këtij gjysmëpërçuesi me metalin në anën e gjysmëpërçuesit, formohet një rajon i ngarkesës hapësinore të pranuesve dhe dhuruesve të jonizuar dhe realizohet një kontakt bllokues - e njëjta pengesë Schottky . Në çfarë kushtesh lind kjo pengesë? Rryma e emetimit termionik nga sipërfaqja e një trupi të ngurtë përcaktohet nga ekuacioni i Richardson:

Le të krijojmë kushte kur, kur një gjysmëpërçues, për shembull i tipit n, bie në kontakt me një metal, funksioni i punës termodinamike i elektroneve nga metali do të ishte më i madh se funksioni i punës termodinamike i elektroneve nga gjysmëpërçuesi. Në kushte të tilla, në përputhje me ekuacionin e Richardson, rryma e emetimit termionik nga sipërfaqja e gjysmëpërçuesit do të jetë më e madhe se rryma e emetimit termionik nga sipërfaqja metalike:

Në momentin fillestar të kohës, me kontaktin e materialeve të përmendura, rryma nga gjysmëpërçuesi në metal do të tejkalojë rrymën e kundërt (nga metali në gjysmëpërçues), si rezultat i së cilës ngarkesat hapësinore do të fillojnë të grumbullohen në afërsi. -Rajonet sipërfaqësore të gjysmëpërçuesit dhe metalit - pozitive në gjysmëpërçues dhe negative në gjysmëpërçues Një fushë elektrike e formuar nga këto ngarkesa do të lindë në zonën e kontaktit dhe zonat e energjisë do të përkulen.

Nën ndikimin e fushës, funksioni i punës termodinamike për gjysmëpërçuesin do të rritet, dhe rritja do të ndodhë derisa funksionet e punës termodinamike dhe rrymat përkatëse të emetimit termionik në raport me sipërfaqen të barazohen në rajonin e kontaktit.

Fotografia e kalimit në një gjendje ekuilibri me formimin e një pengese potenciale për një gjysmëpërçues të tipit p dhe një metal është i ngjashëm me shembullin e konsideruar me një gjysmëpërçues të tipit n dhe një metal. Roli i tensionit të jashtëm është të rregullojë lartësinë e pengesës së mundshme dhe forcën e fushës elektrike në rajonin e ngarkesës hapësinore të gjysmëpërçuesit.

Figura e mësipërme tregon diagramet e brezit të fazave të ndryshme të formimit të pengesës Schottky. Në kushtet e ekuilibrit në zonën e kontaktit, rrymat e emetimit termionik janë niveluar dhe si rezultat i efektit në terren, është krijuar një pengesë potenciale, lartësia e së cilës është e barabartë me diferencën në funksionet e punës termodinamike: φк = ФМе - Фп. /п.

Natyrisht, karakteristika e tensionit aktual për pengesën Schottky rezulton të jetë asimetrike. Në drejtimin përpara, rryma rritet në mënyrë eksponenciale me rritjen e tensionit të aplikuar. Në drejtim të kundërt, rryma nuk varet nga voltazhi. Në të dyja rastet, rryma është për shkak të elektroneve si bartësit kryesorë të ngarkesës.

Prandaj, diodat Schottky janë me veprim të shpejtë, sepse ato eliminojnë proceset difuze dhe rikombinuese që kërkojnë kohë shtesë. Varësia e rrymës nga voltazhi shoqërohet me një ndryshim në numrin e transportuesve, pasi këta transportues marrin pjesë në procesin e transferimit të ngarkesës. Tensioni i jashtëm ndryshon numrin e elektroneve që mund të lëvizin nga njëra anë e pengesës Schottky në anën tjetër.

Për shkak të teknologjisë së prodhimit dhe bazuar në parimin e përshkruar të funksionimit, diodat Schottky kanë një rënie të ulët të tensionit në drejtimin përpara, dukshëm më pak se diodat tradicionale p-n.

Këtu, edhe një rrymë e vogël fillestare përmes zonës së kontaktit çon në lëshimin e nxehtësisë, e cila më pas kontribuon në shfaqjen e transportuesve shtesë të rrymës. Në këtë rast, nuk ka injeksion të transportuesve të tarifave të pakicës.

Prandaj, diodat Schottky nuk kanë kapacitet të përhapur, pasi nuk ka bartës të pakicës, dhe si rezultat, performanca është mjaft e lartë në krahasim me diodat gjysmëpërçuese. Rezultati është diçka si një kryqëzim i mprehtë asimetrik p-n.

Kështu, para së gjithash, diodat Schottky janë dioda me mikrovalë për qëllime të ndryshme: detektor, përzierje, ortek-transit, parametrik, pulsues, shumëzues. Diodat Schottky mund të përdoren si marrës rrezatimi, matës deformimi, detektorë të rrezatimit bërthamor, modulatorë të dritës dhe së fundi, ndreqës të rrymës me frekuencë të lartë.

Përcaktimi i diodës Schottky në diagrame

Diodat Schottky sot

Sot, diodat Schottky janë shumë të përhapura në pajisjet elektronike. Në diagrame ato përshkruhen ndryshe nga diodat konvencionale. Shpesh mund të gjeni dioda ndreqës të dyfishtë Schottky, të bëra në një paketë me tre terminale, tipike për çelsat e energjisë. Modele të tilla të dyfishta përmbajnë dy dioda Schottky brenda, të lidhura me katodë ose anoda, më shpesh me katodë.

Diodat në montim kanë parametra shumë të ngjashëm, pasi çdo montim i tillë prodhohet në një cikël të vetëm teknologjik, dhe si rezultat, kushtet e temperaturës së funksionimit të tyre janë të njëjta, dhe besueshmëria e tyre është përkatësisht më e lartë. Një rënie e tensionit përpara prej 0,2 - 0,4 volt së bashku me shpejtësi të lartë (disa nanosekonda) janë avantazhet e padyshimta të diodave Schottky ndaj homologëve të tyre p-n.

Tipari i rënies së tensionit të ulët të pengesës Schottky në dioda manifestohet në tensione të aplikuara deri në 60 volt, megjithëse performanca mbetet e palëkundur. Sot, diodat Schottky të tipit 25CTQ045 (për tensione deri në 45 volt, për rryma deri në 30 amper për secilën nga një palë dioda në montim) mund të gjenden në shumë furnizime me energji komutuese, ku ato shërbejnë si ndreqës të energjisë për rrymat me frekuenca deri në disa qindra kilohertz.

Është e pamundur të mos prekësh temën e mangësive të diodave Schottky, sigurisht që ato ekzistojnë, dhe ka dy prej tyre. Së pari, një tepricë afatshkurtër e tensionit kritik do të dëmtojë menjëherë diodën. Së dyti, temperatura ndikon shumë në rrymën maksimale të kundërt. Në një temperaturë shumë të lartë të kryqëzimit, dioda thjesht do të prishet edhe kur funksionon me tension nominal.

Asnjë radio amator i vetëm nuk mund të bëjë pa diodat Schottky në praktikën e tij. Këtu mund të vërejmë diodat më të njohura: 1N5817, 1N5818, 1N5819, 1N5822, SK12, SK13, SK14. Këto dioda janë të disponueshme në të dy versionet me dalje dhe SMD. Gjëja kryesore për të cilën amatorët e radios i vlerësojnë aq shumë është performanca e tyre e lartë dhe rënia e tensionit të ulët në kryqëzim - maksimumi 0,55 volt - me çmimin e ulët të këtyre komponentëve.

Është një tabelë e rrallë e qarkut të printuar që nuk ka dioda Schottky për një qëllim ose një tjetër. Diku dioda Schottky shërben si një ndreqës me fuqi të ulët për qarkun e reagimit, diku shërben si stabilizues i tensionit në nivelin 0,3 - 0,4 volt, dhe diku është një detektor.

Në tabelën më poshtë mund të shihni parametrat e diodave më të zakonshme Schottky me fuqi të ulët sot.

Faqja 1 nga 3

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

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

Përparësitë e diodave Schottky

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

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

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

Disavantazhet e diodave Schottky

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

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

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

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

Diodat Schottky në furnizimin me energji elektrike

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

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

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

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

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

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

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

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

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

TO-3P (montim të fuqishëm).

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

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

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

Manifestimi i defekteve në diodat Schottky

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

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

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

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

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

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

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

Diagnostifikimi i diodave Schottky

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

Oriz. 5

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Sot tema e rishikimit tonë është dioda Schottky. Tema është edukative dhe e shtypur posaçërisht për radio amatorët fillestarë. Në qarqet moderne të radios, termi "Diodë Schottky" është shumë i zakonshëm, kështu që le të zbulojmë se çfarë është. Një diodë Schottky është një diodë gjysmëpërçuese e bërë në bazë të një kontakti metal-gjysmëpërçues. Emëruar pas Walter Schottky. Diagrami skematik i një diode Schottky është i ngjashëm me një diodë konvencionale me disa dallime të vogla.

Në vend të një kryqëzimi n, diodat Schottky përdorin një gjysmëpërçues metalik si pengesë në rajonin e këtij kryqëzimi, lind një pengesë e mundshme - një pengesë Schottky, një ndryshim në lartësinë e së cilës çon në një ndryshim në rrjedhën e rrymës përmes; pajisja. Karakteristika më e rëndësishme e diodave Schottky është rënia e ulët e tensionit përpara pas tranzicionit dhe mungesa e ngarkesës së kundërt të rikuperimit. Bazuar në pengesën Schottky, në veçanti, prodhohen dioda me shpejtësi të lartë dhe ultra të shpejta, ato shërbejnë kryesisht si dioda me mikrovalë për qëllime të ndryshme.

Struktura e diodës: 1 - nënshtresa gjysmëpërçuese; 2 - film epitaksial; 3 - kontakt metal-gjysmëpërçues; 4 - film metalik; 5 - kontakt i jashtëm.

Një diodë e tillë ju lejon të merrni lartësinë e dëshiruar të pengesës së mundshme, duke zgjedhur metalin e duhur, një nivel shumë të ulët të zhurmës me frekuencë të lartë, gjë që bën të mundur përdorimin e diodës Schottky në furnizimin me energji komutuese dhe në pajisjet dixhitale. Diodat Schottky përdoren gjithashtu si marrës të rrezatimit, modulatorë të dritës dhe përdoren gjerësisht në bateritë diellore. Ndër disavantazhet e këtyre llojeve të diodave, vlen të përmendet ndjeshmëria ndaj vlerave të rrymës dhe tensionit të kundërt, për shkak të së cilës dioda mund të mbinxehet dhe të dështojë.

Funksionon në një interval temperaturash nga -65 në plus 160 gradë Celsius, voltazhi i kundërt i lejueshëm i diodave industriale Schottky është i kufizuar në 250 volt. Një pjesë e tillë është bërë sot një pajisje gjysmëpërçuese e domosdoshme. Diodat Schottky janë gjithashtu të disponueshme në paketat SMD. Më shpesh ato gjenden në kuti qelqi, plastike dhe metali. Autori - AKA.

Një diodë Schottky është një pajisje gjysmëpërçuese (diodë) e realizuar përmes një kontakti metal-gjysmëpërçues. Ajo mori emrin e saj për nder të fizikantit gjerman Walter Schottky.

Karakteristikat e diodave Schottky

Në vitin 1938, shkencëtarët krijuan bazën për teorinë e këtyre pajisjeve gjysmëpërçuese. Në vend të një kryqëzimi pn në dioda të tilla, një gjysmëpërçues metalik përdoret si pengesë. Rajoni i materialit gjysmëpërçues është i bashkuar nga shumica e transportuesve. Në pikën e kontaktit, fillon të formohet një rajon ngarkimi i pranuesve të jonizuar. Si rezultat, një pengesë e mundshme lind në zonën e tranzicionit, e cila quhet barriera Schottky. Një ndryshim në nivelin e tij çon në një ndryshim në vlerën e rrymës që rrjedh nëpër diodën Schottky. Karakteristika kryesore e pajisjeve të tilla gjysmëpërçuese konsiderohet të jetë një nivel i ulët i uljes së tensionit përpara pas kryqëzimit p-n, si dhe mungesa e një niveli të ngarkimit të kundërt të rikuperimit.

Diodat Schottky funksionojnë në intervalin e temperaturës nga minus 65 0 në plus 160 0 Celsius, vlera e tensionit të kundërt të lejuar të diodave të prodhuara industrialisht është i kufizuar në 250 V. Megjithatë, këto pajisje përdoren gjerësisht në elektronikën industriale në qarqet me tension të ulët. tensioni i kundërt i të cilit është i kufizuar në dhjetëra volt . Dioda Schottky ju lejon të merrni vlerën e kërkuar të pengesës së mundshme duke zgjedhur metalin e dëshiruar. Një nivel mjaft i ulët i zhurmës me frekuencë të lartë lejon përdorimin e diodave të tilla në furnizimin me energji komutuese, në pajisjet dixhitale, si marrës rrezatimi, modulatorë të dritës dhe në blloqet e transformatorëve të pajisjeve analoge. Ata kanë gjetur aplikim të gjerë në projektimin e paneleve diellore. Parimi i pengesës Schottky përdoret në projektimin dhe prodhimin e diodave me mikrovalë me shpejtësi të lartë. Dioda Schottky është e ndërtuar në kuti qelqi, plastike dhe metali. Këto pajisje janë gjithashtu të disponueshme në kutitë SMD.

Avantazhet dhe disavantazhet

Avantazhi i tyre, ndryshe nga diodat e silikonit, është një rënie mjaft e ulët e tensionit (deri në 0,2-0,4 volt). Një vlerë e tillë e ulët e rënies është tipike ekskluzivisht për diodat Schottky. Pengesa Schottky gjithashtu ka një kapacitet më të ulët elektrik të kryqëzimit, gjë që bën të mundur rritjen e konsiderueshme të frekuencës së funksionimit të pajisjes. Këto pajisje karakterizohen gjithashtu nga një nivel i reduktuar i ndërhyrjes. Dioda Schottky gjithashtu ka një sërë disavantazhesh. Gjëja kryesore është ndjeshmëria e lartë ndaj rritjeve afatshkurtra të rrymës dhe tensionit të kundërt, gjë që rezulton në një qark të shkurtër dhe dioda digjet. Gjithashtu, diodat e këtij lloji karakterizohen nga një rritje në vlerën e rrymës së kundërt me rritjen e temperaturës së kristalit.

Në bazë të fuqisë, këto pajisje gjysmëpërçuese mund të ndahen në tre grupe: me fuqi të ulët (rryma e tyre kaluese nuk kalon 3-5 amper), me fuqi mesatare (deri në 10 amper) dhe me fuqi të lartë (rryma arrin 60 amper). Diodat e fuqishme Schottky përdoren për të funksionuar në pajisjet që përdoren për të korrigjuar rrymën alternative. Ato sigurojnë kalimin e rrymës së drejtpërdrejtë që arrin dhjetëra amper. Në këtë rast, rënia e tensionit në diodë është vetëm 0,5-1 V. Vlera e lejuar e tensionit të kundërt në diodat Schottky është 200-500 V.