Шоттки диод схема подключения: Диоды шоттки как подключить

Содержание

Диод шоттки как подключить

Обозначение, применение и параметры диодов Шоттки

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.

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).

Применение диодов Шоттки в источниках питания.

Проверка диодов Шоттки мультиметром.

Задача: понизить напряжение с 5.3в до 4.3-4.5в

Собственно, сделал схему, сделал печатку, спаял всё.

Купил диоды 3 штуки, по параметрам должны понижать примерно на

подключил фигня вышла. мерил тестером:

На входе перед диодами 5.3В, на выходе или хрень какая-то типа 1.9в или меньше.
перевернул диоды получил 5.3в …

не кидайте тапками, я не паяльщик)

схема моя вот такая:

Где я накосячил?

UDP. Не нужно предлагать собрать всё на ЛМ и прочих стабилизаторах, я прошу помощи именно в этой схеме именно с этими деталями, что на схеме.

Смотрите также

Комментарии 56

Зачем вам развязка от массы ?
Ставьте линейный стабилизатор и не заморачивайтесь. Для планшета с головой хватит.

))) поставьте переменный резюк и настройте на нужное напряжение при нагрузке. Просыпается от датчика Холла?

реле включения я бы поставил на вход схемы, хоть какая но экономия.

что бы планшет выключился? ))

что бы без планшета не пахал преобразователь

планшету нужно постоянно выдавать 4.3в. у него удалена батарейка, а реле нужно что бы только отключить хаб, когда нет ACC

ну хаб можно и на прямую запитать с АСС не такие тут и большие токи, что б это стало проблемой. либо сразу поставить реле с запасом и сделать силовую цепь включающуюся через это реле, ну а раз без АКБ тогда и на постоянку.
просто через реле вы отключаете выход схемы, сама она при этом остаётся включена и потребляет электричество.

не смущает что на ACC =12v а хаб работает на 5v? Выход отключаю только на Хаб… т.е. 5.3в. а 4.3в постоянно питает планшет, что бы он при каждом запуске машины не грузился… а просто проснулся.

Разделение на 2 выхода по 5в и 4в нужны и для самого планшета, 4в он питается как будто у него есть батарейка, а 5в он включается подавая их на УСБ разъём. Реле и кондер стоять ещё и для того что бы планшет не передергивало во время запуска двигателя. ACC здесь выполнет роль только замыкания реле, т.к. во время запуска на ACC нет напряжения.

NSD в простое потребляет 50мА.
была мысль поставить реле времени и реле напряжения.

для таких малых токов, лучше использовать транзисторы, а утечки по чуть чуть там и сям — потом искать почему села АКБ, не очень правильное решение.
но а решение для сна, я ставил акб от ИБП через диод, питался только комп от него, новый хозяин старой машины долго соображал, зачем под капотом второй АКБ.

от 50ма аккум долго сажаться будет…

ну по физике у меня когда точтото было было. насколько я понял идет плюс 5,3.>включатль > три диода и должно получится 4.7 вольта. может тогда поставить резистор и светодиод. 0.7 вольта сила тока закон ома переcчитать.

Ну ты чувак конечно выдал! Такой банальный вопрос здесь поднимать. Тебе форума пккар мало? там это все разжевано донельзя))

там отвечают через год… ))

А ты проверь есть наводки при прослушивании через наушники вместо АУХа а то может сам кабель поменять стоит.
Я себе делал межблок из витой пары экранированой. Если сравнивать с китайскими тюльпанами. Небо и земля. и места в четыре раза меньше занимает. Зачем я вообще эти тюльпаны покупал. такое Г.

А зачем тебе вообще гальваническая развязка при питании от бортсети автомобиля ?
Гальваническая развязка(трансформатор например) это ес ли бы ты его от розетки включал. То есть опасное для жизни 220 остается на первичке трансформатора а на вторичке генерируется неопасное «сколькотебенадо». Таким образом взяв в руки планштет и сев на батарею(или в ванну) тебя не ударит током.

А в обыкновенной машине нет такого напряжения. и гальванически развязывать нет необходимости. А вот стабилизировать и защитить от выбросов и скачков, это другое дело.
Так что возможно есть пути попроще. Например radiokot.ru/circuit/power/converter/11/
Можно конечно и кренку или LM317 но это линейники, там нагрев и тд.

поддерживаю, ну нагрев не велик, радиатор в помощь и еси есть желание можно и кулер подсобрать и мало того, можно 2е 317 использовать в паралель, мощей добавится.

дело не в нагреве, а в наводках когда общая земля у планшета и машины.

Это сильно сказывается при прослушивании музыки через планшет.

что бы не было наводок в колонки при подачи питания на планшет.
Из планшета ещё идет AUX в штатную магнитолу. Нужно отцепить землю машины от земли планшета.

к слову сказать сейчас планшет работает через стабилизатор ЛМ и наводки страшные при повышении потребления тока планшетом. … подключал NSD ради эксперимента, наводки как бабка отшептала.

Диод Шоттки. Устройство, принцип работы и основные характеристики.

Aveal

24. 08.2020

Приветствую всех на сайте MicroTechnics снова, и сегодня мы продолжим курс «Основы электроники». Героем статьи станет еще один электронный компонент, а именно диод Шоттки. В недавних статьях мы рассматривали принцип работы и применение диодов и стабилитронов:

Устройство полупроводникового диода, p-n переход.
Стабилитрон. Принцип работы, вольт-амперная характеристика.

И вот настало время диода Шоттки.

Основной отличительной особенностью этого элемента является малое падение напряжения при прямом включении (относительно обычного выпрямительного диода). Давайте разберемся, с чем же в данном случае связано это явление.

Сердцем диода Шоттки является не p-n переход, который образуется при соприкосновении двух полупроводников с разными типами проводимости, а так называемый барьер Шоттки. И элемент, и барьер названы так в честь немецкого физика Вальтера Шоттки, который занимался исследованием этих процессов и явлений в 1930-х годах. {-\phi / kT}

Здесь нам важно заметить, что поскольку \phi_{М} > \phi_{П}, то, напротив, j_{М} < j_{П}. В результате этого при контакте металла и полупроводника в пограничной области буду скапливаться заряды:

Иными словами, из-за того, что работа выхода из полупроводника меньше, то электронам проще перейти из него в металл, чем наоборот, в обратном направлении. Но как и для p-n перехода этот процесс не будет протекать бесконечно. Эти заряды создадут дополнительное электрическое поле в граничной области, и в результате под действием этого поля токи термоэлектронной эмиссии выравняются.

Как видите, в целом, процессы, протекающие в барьере Шоттки, по своей сути очень похожи на то, что происходит в p-n переходе при контакте двух полупроводников. При подключении внешнего напряжения возникает дополнительное поле, которое смещает баланс токов в пограничной области.

Несмотря на некую схожесть процессов ключевым отличием является то, что в диоде Шоттки протекание тока как при прямом смещении, так и при обратном, связано исключительно с перемещением основных носителей заряда. То есть по сравнению с p-n переходом отсутствует диффузионная составляющая тока, которая связана с инжекцией неосновных носителей. А это, в свою очередь, приводит ко второй важнейшей отличительной особенности диодов Шоттки — повышенному быстродействию (поскольку отсутствуют рекомбинационные и диффузионные процессы).

Как вы помните, при прямом смещении в обычном диоде в полупроводниковых областях накапливаются неосновные носители заряда — дырки в n-области и электроны в p-области:

Так вот в момент перехода диода в закрытое состояние (при подаче обратного смещения) неосновные носители начинают перемещаться навстречу друг другу, что приводит к возникновению кратковременного импульса обратного тока. Для диодов Шоттки же этот негативный и нежелательный эффект фактически сводится на нет.

Итак, суммируем все, что мы рассмотрели, и построим вольт-амперную характеристику диода Шоттки и обычного выпрямительного диода:

А теперь резюмируем плюсы и минусы этих элементов:

Первое преимущество — меньшее падение напряжения при прямом включении. Для диодов Шоттки оно может составлять 0.2-0.4 В, тогда как для обычных кремниевых диодов величина равна 0.6-0.7 В. А меньшее напряжение при одинаковом токе — это меньшая рассеиваемая мощность, то есть диод Шоттки будет нагреваться гораздо меньше.
Быстродействие — бесспорный плюс, который позволяет использовать диоды Шоттки на более высоких частотах.
Из сравнения вольт-амперных характеристик мы можем заметить, что обратный ток обычного диода имеет меньшую величину. Это уже относится к недостаткам диодов Шоттки. Причем с повышением температуры обратный ток будет увеличиваться еще больше.
И еще один недостаток — при превышении максимально допустимого значения обратного напряжения диод Шоттки выходит из строй с вероятностью равной 100%. В то же время обычный диод может перейти в режим обратимого пробоя (лавинного или туннельного) в том случае, если для него не произошел тепловой пробой (также необратимый). И при этом максимально допустимые значения обратного напряжения для диодов Шоттки почти всегда значительно меньше, чем для обычных диодов.

А теперь давайте проведем несколько практических экспериментов. Протестируем две аналогичные схемы на работу с сигналами высокой частоты. Только в одной схеме задействуем диод Шоттки, а в другой обычный выпрямительный диод и сравним осциллограммы сигналов на выходе.

На принципиальных схемах диод Шоттки обозначается так:

Тесты будем проводить на простой схеме однополупериодного выпрямителя:

Для эксперимента я взял диод Шоттки 10BQ015 и выпрямительный диод 1N4001. Попробуем подать на вход синусоиду с частотой 1 КГц:

Первый канал (желтый) — сигнал на входе
Второй канал (красный) — сигнал на выходе цепи с диодом Шоттки
Третий канал (синий) — сигнал на выходе цепи с обычным диодом

Результат вполне ожидаем. Диоды пропускают ток только в одном направлении, поэтому нижний полупериод входного сигнала срезается. Пока разницы особо никакой не наблюдается. Увеличиваем частоту входного сигнала до 100 КГц:

И здесь уже видим, что обычный диод с таким сигналом попросту перестает справляться. При переключении диода (из открытого состояния в закрытое) возникает нежелательный импульс обратного тока (в точности так, как мы и обсудили чуть ранее).

Итак, резюмируем. Мы рассмотрели устройство, основные характеристики и принцип работы диода Шоттки, давайте на этом и завершим сегодняшнюю статью, всем спасибо 🤝

Диод Шоттки — условное обозначение, конструкция, работа и применение

Диоды представляют собой электронные компоненты на основе полупроводников, широко используемые для выпрямления, переключения и т. д. Это один из широко используемых электронных компонентов. Существуют различные типы диодов, используемых для различных целей. Диод Шоттки — это тип диода, который используется из-за его высокой скорости переключения, низкого падения напряжения и низкого энергопотребления.

Содержание

Что такое диод Шоттки?

Диод Шоттки представляет собой полупроводниковый диод, образованный соединением металла с полупроводником. Электрический ток формируется только за счет основного носителя. Он также известен как диод с горячим носителем или диод с барьером Шоттки. Он назван в честь немецкого физика Вальтера Х. Шоттки. Он имеет низкое прямое падение напряжения. Он используется в формировании сигналов, высокоскоростном переключении, радиочастотных приложениях и в логических элементах TTL.

Обычный диод образуется соединением полупроводника P-типа и полупроводника N-типа. Образовавшийся переход называется PN-переходом. Он формируется с использованием кремния или германия. В то время как переход представляет собой диод Шоттки, его называют переходом металл-полупроводник или МС. Он образуется между такими металлами, как алюминий, платина, вольфрам, хром, золото, некоторыми силицидами и полупроводниковым материалом N-типа.

Кремниевый диод с PN-переходом имеет прямое падение напряжения примерно от 0,6 до 0,7 В, в то время как германиевый диод с PN-переходом имеет несколько меньшее прямое падение напряжения, примерно от 0,3 до 0,4 В. Однако практическое прямое напряжение варьируется до 0,9 вольт в зависимости от уровня легирования. В то время как прямое падение напряжения Шоттки составляет от 0,1 до 0,4 вольта.

Обычный диод имеет как полупроводниковый анод, так и катод, а диод Шоттки имеет металлический анод и полупроводниковый катод. 9

Символ диода Шоттки

в форме буквы «С». Вот символ диода Шоттки.

Конструкция

Диод Шоттки состоит из соединения металла и полупроводника, называемого соединением металл-полупроводник или МС-соединением. Это одностороннее соединение. Такие металлы, как золото, платина, алюминий и некоторые силициды, используются с кремниевыми полупроводниками n-типа.

Полупроводник N-типа предпочтительнее P-типа, поскольку полупроводник P-типа имеет гораздо меньшее прямое падение напряжения. Но прямое падение напряжения обратно пропорционально обратному току утечки. Поэтому полупроводник N-типа используется с металлом при формировании соединения металл-полупроводник.

Соединение MS образует барьер, называемый барьером Шоттки. Ширина барьера зависит от типа используемого металла и концентрации легирования полупроводника. Ширина барьера уменьшается с увеличением концентрации легирования. Этот барьер называется потенциальным энергетическим барьером, который препятствует прохождению заряда до тех пор, пока между ним не будет приложен достаточный потенциал. Из-за высокой концентрации легирования и небольшой области обеднения носители заряда могут легко проходить через барьер.

Диод Шоттки может действовать как выпрямитель или омический контакт в зависимости от концентрации легирования. Выпрямительный диод Шоттки или диод с неомическим контактом имеет большую ширину из-за низкой концентрации легирования. В то время как диод с омическим контактом имеет очень маленькую ширину барьера из-за высокой концентрации легирования. Поэтому полупроводник N-типа слабо легирован.

Похожие сообщения:

Что такое диод? Конструкция и работа диода PN-перехода
Типы диодов и их применение

Работа диода Шоттки

В отличие от диода с PN-переходом, диод Шоттки имеет электрон в качестве основного носителя как в области металла, так и в области полупроводника. Поэтому диод Шоттки не работает как обычный PN-диод. Работа диода Шоттки описана ниже для каждой фазы.

Несмещенный диод Шоттки

В несмещенном состоянии к диоду не подключен источник напряжения. На диоде Шоттки нет разности потенциалов.

Как мы знаем, диод Шоттки изготовлен из комбинации металла и полупроводника N-типа. У металлов есть свободные электроны, но их общий заряд нейтрален. С другой стороны, полупроводник N-типа имеет избыточное количество свободных электронов, поэтому сохраняется отрицательный заряд.

Электроны из полупроводника перетекают через переход в металл при его соединении. Когда нейтральный атом принимает электрон, он становится отрицательно заряженным. Наоборот, когда он теряет электрон, он становится положительно заряженным. Поэтому слой атомов на металлической стороне перехода становится отрицательно заряженным. Следовательно, на полупроводниковой стороне перехода образуется положительно заряженный слой. Этот слой положительных и отрицательных зарядов называется областью истощения.

Обедненная область образует своего рода барьер напряжения для носителей заряда в полупроводнике. Этот барьер имеет встроенный потенциал, пороговый предел, который необходимо пересечь, чтобы начать проводимость через соединение. Встроенный потенциал зависит от ширины барьера. Поскольку металл полон свободных электронов, ширина барьера со стороны металла пренебрежимо мала, чем со стороны полупроводника n-типа. Из-за этого небольшого барьера встроенный потенциал или встроенное напряжение очень малы.

Чтобы начать проведение носителей заряда через соединение, приложенное потенциальное напряжение должно преодолеть этот встроенный потенциал. Это приводит к малому падению прямого напряжения на диоде Шоттки.

Стабилитрон: символ, конструкция, работа и применение
Туннельный диод: обозначение, конструкция, работа и применение

Диод Шоттки с прямым смещением

В условиях прямого смещения металл диода Шоттки соединен с положительной клеммой батареи, а полупроводник n-типа подключен к отрицательной клемме батареи.

Под действием приложенного напряжения в области полупроводника генерируются свободные электроны. Однако электроны не могут пройти барьер, пока приложенное напряжение не превысит предел встроенного потенциала. Для большинства диодов Шоттки барьерное напряжение составляет около 0,2 В. когда приложенное напряжение превышает 0,2 В, электроны получают достаточно энергии, чтобы преодолеть барьер. По мере увеличения напряжения область обеднения становится тоньше и исчезает.

Диод Шоттки с обратным смещением

В условиях обратного смещения отрицательная клемма батареи соединяется с металлом диода Шоттки, а положительная клемма соединяется с полупроводником n-типа. Обратное смещение образует барьер, ширина которого увеличивается с ростом обратного напряжения. Обратное смещение останавливает проводимость тока, но, тем не менее, ток утечки очень мал. Однако ток утечки может постепенно увеличиваться из-за увеличения обратного напряжения, но есть предел. Если напряжение превышает определенный предел, барьер безвозвратно ломается, и ток начинает течь в обратном направлении. Эта обратная поломка безвозвратно повреждает устройства.

Диод Шоттки имеет очень малое время восстановления по сравнению с диодом PN, потому что ток создается только электронами большинства носителей заряда. Он быстро останавливает проводимость при изменении напряжения.

Похожие сообщения:

Лазерный диод: конструкция, работа, типы и применение
Фотодиод: типы, конструкция, режимы работы и применение

ВАХ диода Шоттки

ВАХ или вольт-амперные характеристики устройства показывают взаимосвязь между напряжением и током, протекающим через устройство. Вот ВАХ диода Шоттки по сравнению с диодом с PN-переходом. Горизонтальная линия показывает напряжение на диоде Шоттки, а вертикальная линия показывает ток через устройство.

Как видите, ВАХ для диодов Шоттки и PN одинаковы, за исключением напряжения колена. Напряжение колена или напряжение включения для диода Шоттки очень низкое по сравнению с диодом PN. Благодаря этому прямое падение напряжения очень низкое, а рассеивание мощности на диоде становится очень низким.

Согласно кривой, диод Шоттки не проводит ток, пока напряжение не достигнет точки перегиба. Однако все еще существует небольшой ток утечки, называемый прямым током утечки. Выше точки перегиба, которая составляет около 0,2–0,4 В для большинства диодов Шоттки, ток увеличивается экспоненциально.

При обратном смещении ток не протекает, за исключением обратного тока утечки, который показан в третьем квадранте графика. Обратный ток утечки с ростом обратного напряжения увеличивается очень медленно и почти не заметно вплоть до обратного пробоя. В этот момент устройство начинает проводить в обратном направлении и необратимо повреждено. Для сравнения, обратная утечка выше, а обратное напряжение пробоя ниже, чем у PN-диода, из-за низкого прямого напряжения диода Шоттки.

Похожие сообщения:

Транзистор PNP – конструкция, работа и применение
Транзистор NPN – конструкция, работа и применение

Преимущества и недостатки диода Шоттки

Преимущество

Вот некоторые преимущества диода Шоттки.

Имеет очень низкое прямое падение напряжения или малое время включения.
Он имеет очень низкое рассеивание мощности.
Очень быстро восстанавливается.
Имеет высокую скорость переключения.
Может работать на очень высокой частоте.
Его эффективность выше по сравнению с диодом с PN-переходом.
Из-за небольшой области обеднения емкость перехода также мала.
Напротив, плотность тока высока из-за малой области обеднения.
Работает тихо по сравнению с PN-диодом.

Недостаток

Вот некоторые недостатки диода Шоттки.

Из-за низкого прямого падения напряжения диод Шоттки имеет более высокий обратный ток утечки по сравнению с диодом с PN-переходом.
Имеет более низкое обратное напряжение пробоя. Поэтому он не может работать с большими обратными напряжениями.
Имеет сравнительно низкое номинальное обратное напряжение.
Имеет большой обратный ток насыщения.

Похожие сообщения:

Транзистор с биполярным переходом (BJT) | Строительство, работа, типы и применение
Типы транзисторов – BJT, FET, JFET, MOSFET, IGBT и специальные транзисторы

Применение диода Шоттки

Диод Шоттки Просто диод Шоттки используется для переключения, особенно из-за его малых потерь и высокой скорости. Вот некоторые области применения диода Шоттки.

Используется в быстродействующих мощных выпрямителях.
Используется в радиочастотных (радиочастотных) высокочастотных приложениях. Например, радиочастотный смеситель и детектор.
Используется в качестве детектора сигнала в схеме ЧМ демодулятора.
Благодаря низким потерям и высокой скорости переключения используется в логических схемах ТТЛ в цифровых устройствах.
Используется в схемах фиксаторов напряжения.
Благодаря низкому прямому напряжению он используется в фотогальванических системах (солнечных элементах) для предотвращения обратного тока от батарей или подключенной нагрузки.
Используется в СМП (импульсных источниках питания)
Используется для нагрузок, требующих более одной батареи. Он используется для предотвращения протекания тока между батареями, который может их повредить.

Похожие сообщения:

Светодиод – светоизлучающий диод: конструкция, работа, типы и применение
Блокирующий диод и обходные диоды в распределительной коробке панели солнечных батарей
Разница между диодом и транзистором
Разница между диодом и SCR (тиристором)
Разница между диодом и транзистором
Как проверить диод с помощью цифрового и аналогового мультиметра?
Диодные формулы и уравнения – Zenner, Shockley & Rectifier
Обозначения диодов, используемые для различных типов диодов
Применение диодов
Тиристорно-кремниевый выпрямитель (SCR) – применение тиристоров
MOSFET – работа, типы, работа, преимущества и применение
IGBT: конструкция, типы, работа и применение
GTO: типы, конструкция, работа и применение
DIAC: символ, конструкция, работа и применение
TRIAC: символ, конструкция, работа и применение

Показать полную статью

RTD — датчик температуры сопротивления: конструкция, типы, работа и применение

Стабилитрон — условное обозначение, конструкция, схема, работа и применение

Конструкция, работа, отличия и применение

Диод Шоттки , также известный как диод с горячей несущей или диод с утечкой несущей , является самым популярным полупроводниковым диодом, изобретенным Вальтером Х. Шоттки в 1926 году. В первые дни беспроводные устройства и металлические выпрямители использовали детекторы кошачьих усов в силовых приложениях, и эти детекторы можно рассматривать как примитивные диоды Шоттки. Итак, давайте посмотрим, почему Диод Шоттки такой особенный?

Диод Шоттки представляет собой особый тип диода с переходом металл-полупроводник, который состоит из металлической площадки, служащей в качестве одного электрода, и структуры металл-изолятор-полупроводник (МДП) с низкой высотой барьера, служащей в качестве другого электрода. Эти диоды могут иметь чрезвычайно низкое прямое падение напряжения и относительно высокое номинальное напряжение пробоя. Это первое доступное полупроводниковое устройство, которое может выполнять функцию выпрямителя с почти нулевым напряжением включения.

Диод Шоттки

Символ диода Шоттки

Символ диода Шоттки, показанный ниже, основан на основном символе диода. Но этот символ диода можно отличить от других видов диодов, добавив две дополнительные ножки на полосу символа. Подобно обычному диоду с PN-переходом, диод Шоттки имеет анод и вывод катод . Когда клемма анода подключена к положительной клемме, а катод подключен к отрицательной клемме источника напряжения, тогда становится прямое смещение и когда анод подключен к отрицательному, а катод подключен к положительному выводу, тогда он становится с обратным смещением . Вот , как диод Шоттки включается в цепь.

Символ диода Шоттки

Конструкция диода Шоттки

Диод Шоттки состоит из перехода металл-полупроводник вместо двух полупроводников, как в обычном (p-n) диоде. Хотя он не основан на кремнии, как большинство других диодов, в нем по-прежнему используются стандартные методы изготовления полупроводников, такие как сплавление, диффузия и окисление для формирования его переходов. Как правило, в качестве металла используется титан или хром, образуя то, что известно как TiSb или CrSi переходы Шоттки соответственно.

Конструкция диода Шоттки

Переходы металл-полупроводник формируются путем осаждения металла поверх полупроводника, легированного n-типом, что создает переход полупроводник/металл n-типа. Поскольку p-n-переходы отсутствуют, они не проявляют фотоэлектрических свойств, как обычные. В зависимости от легирования диод Шоттки может быть омическим или неомическим.

Работа диода Шоттки

Принцип работы диода Шоттки основан на их барьерном потенциале, который составляет менее 0,3 В . Прямое падение напряжения на этом диоде не зависит от температуры и может составлять всего 0,15 В (для идеализированного интерфейса полупроводник/металл) по сравнению с 0,6–0,7 В для кремниевых p–n-диодов и 0,3 В для германиевых p–n-диодов. . Напряжение включения устройства, как правило, непостоянно; оно уменьшается с увеличением тока через устройство, а также зависит от обратного напряжения, приложенного к устройству.

Этот эффект иногда является нежелательным, так как он означает, что прямое сопротивление этого диода не остается постоянным, когда он используется на высоких частотах или когда он пропускает большие токи в цепях, где есть другие источники падения напряжения в прямом направлении (например, сопротивления проводов и печатных дорожек

Поскольку эти диоды не имеют PN-перехода, они не имеют обратного времени восстановления, характерного для других диодов, при переключении из состояния проводимости в состояние отсутствия проводимости. Это позволяет им переключаться намного быстрее, позволяя использовать более высокие частоты. Они также не имеют накопленного заряда в области истощения, поэтому меньше страдают от теплового разгона, чем PN-переходы в условиях сильного тока.

Схема диода Шоттки

Обычно этот диод работает как обычный диод, но уникальными характеристиками этого диода являются высокая скорость переключения и очень низкое падение напряжения. Чтобы лучше понять это, давайте подключим диод Шоттки в цепь и проверим, как он работает.

Цепь диода Шоттки

На приведенной выше схеме диод Шоттки соединен с нагрузкой. Эта схема в основном используется для дифференциации падений напряжения. Таким образом, схема с диодом Шоттки питается от 5 Вольт. Когда через этот диод подается ток, падение напряжения составляет всего 0,3 В, а остальные 4,7 В остаются для подключенной нагрузки. Таким образом, падение напряжения на этом диоде меньше, имеет меньшее падение напряжения. Этот диод также имеет некоторые преимущества, такие как меньший уровень шума, лучшая производительность, более высокая скорость переключения по сравнению с диодом с PN-переходом.

Диод Шоттки VI Характеристики

Вольт-амперная характеристика диода Шоттки нелинейная с отрицательным температурным коэффициентом. Эта кривая VI диода просто выглядит как диод с PN-переходом, но намного круче. Диаграмма характеристики VI диода Шоттки показана ниже.

VI Характеристики

Прямое падение напряжения на этом диоде чрезвычайно низкое по сравнению с диодом с PN-переходом.
Прямое падение напряжения на этом диоде составляет от 0,2 до 0,3 вольта, и обычно он изготовлен из кремния.
Обратный ток насыщения в основном возникает при очень меньшем напряжении по сравнению с кремниевым диодом.

Как подключить диод Шоттки

В этом разделе мы увидим, как подключить этот диод в различных приложениях, таких как ВЧ-детектор, ограничитель и схема переключения и т. д.

Диод Шоттки в качестве ВЧ-детектора

Рисунок ниже показывает принципиальную схему диода Шоттки, используемого в качестве радиочастотного детектора. Схема предназначена для обнаружения сигналов в диапазоне от 500 кГц до 1 МГц. ВЧ-сигнал будет подаваться на вход через конденсатор С1 и резистор R1.

Цепь детектора

Здесь, когда входной ВЧ-сигнал (сигнал переменного тока) подается на диод, диод Шоттки получает прямое смещение во время положительного полупериода. Это заряжает конденсатор. Во время отрицательного полупериода диод смещается в обратном направлении, поэтому на выходе сигнала будет сигнал постоянного тока с тем же напряжением, что и на входе. Но при снижении входного напряжения конденсатор разряжается через сопротивление фильтра.

Эти схемы представляют собой простые схемы выпрямителей, которые создают низкочастотное выходное напряжение или ток, пропорциональные входному РЧ-сигналу. Эти схемы часто используются для проверки выходного диапазона усилителя мощности в радиопередатчике, в противном случае они могут просто указать наличие или отсутствие радиочастотного сигнала.

Диод Шоттки в качестве переключателя

Чтобы использовать диод Шоттки в качестве переключателя, необходимо знать прямое падение напряжения V_F на диоде. Обычно это указывается в техническом описании и зависит от температуры, силы тока и высоты падения напряжения.

Например, если вы хотите использовать диод Шоттки в качестве переключателя в цепи для включения светодиода, когда входной сигнал составляет 5 вольт или больше, вам необходимо знать прямое падение напряжения V_F вашего светодиода. Допустим, это 2,8V_F. Если вы подключите светодиод напрямую к 5В, он взорвется. Вам нужно как минимум 3,2 В, чтобы включить его (5 В — 2,8 В = 3,2 В).

Диод Шоттки в качестве фиксирующей схемы

Диод Шоттки можно использовать в качестве фиксирующего диода в транзисторной схеме для улучшения работы, когда-то использовавшейся в качестве переключателя. Диод Шоттки подключается между выводами базы и коллектора транзистора и выполняет функцию фиксатора. Для генерирования низкого логического выхода в виде «0» транзистор включается, поэтому переход BE этого транзистора смещен в прямом направлении.

Цепь фиксирующего диода

Как только диод потребляет большую часть тока и позволяет значительно сократить время выключения транзистора, можно увеличить скорость цепи. Диод Шоттки просто используется в нескольких приложениях, таких как выпрямление высокой мощности и обнаружение сигнала очень низкой мощности.

Диод Шотти в логической схеме

Традиционный способ создания логического элемента состоит в использовании транзисторов и логических элементов. Но у этих логических вентилей много недостатков, например, то, что они медленные и занимают много места на материнской плате. Принимая во внимание, что когда он сделан с диодом Шоттки, он имеет очень маленький размер и обеспечивает более быстрый выход. Его можно использовать вместо инвертора. Это означает, что диод Шоттки можно использовать для создания вентиля И или вентиля ИЛИ.

Выход ИЛИ и Выход И

Как показано на приведенном выше логическом элементе И, элемент И с 2 входами может быть сформирован с использованием двух диодов Шоттки, таких как A и B. Принцип работы элемента И следующий: Если оба входа равны логическому нулю, то выход будет логическим, а если два входа равны логической 1, то выход будет равен 1. Чтобы сформировать логический элемент И, диод Шоттки подключается с обратным смещением, поэтому при подаче 5 В на оба вентиля он смещен в обратном направлении и не проводит, поэтому выходной сигнал будет высоким. Если какой-либо из входов низкий, то этот диод проводит, и поэтому выход низкий.

В приведенной выше схеме логического элемента ИЛИ два диода Шоттки можно использовать для формирования логического элемента ИЛИ с двумя входами. Работа ворот ИЛИ; если какой-либо из входов, таких как A и B, высокий, то только выход будет высоким. Если оба входа низкие, то и выход будет низким. В случае вентиля ИЛИ диод Шоттки подключен в режиме прямого смещения, поэтому, если на каком-либо из входов высокий уровень, диод проводит, и поэтому на выходе высокий уровень.

Разница между диодом Шоттки и обычным диодом

Разница между диодом Шоттки и диодом с PN-переходом заключается в следующем.

Диоды с PN-переходом

Диод Шоттки	PN Соединительный диод
Полупроводниковый диод может быть сформирован через переход полупроводника с металлом.	Диод с PN-переходом может быть сформирован, когда полупроводник p-типа объединен с полупроводником n-типа для создания напряжения потенциального барьера на переходе диода.
Прямой ток в этом диоде в основном возникает из-за термоэлектронной эмиссии или переноса основных носителей заряда.	Прямой ток в диоде с PN-переходом в основном возникает из-за диффузионных токов или переноса неосновных носителей заряда.
Обратный ток в этом диоде может создаваться просто из-за того, что основные носители преодолевают барьер.	Его обратный ток в диоде PN-перехода может возникать из-за диффузии неосновных носителей заряда в обедненный слой и дрейфа на другую сторону.
Ток в напряжении этого диода очень мал, около 0,3 В	Ток в напряжении этого диода большой 0,7В
Скорость переключения этого диода высокая.	Низкая скорость переключения.
Коэффициент идеальности этого диода равен 1.	Коэффициент идеальности этого диода колеблется от 1,2 до 2.
Эти диоды доступны двух типов: выпрямляющий и невыпрямляющий.	доступны в различных типах, таких как светодиоды, фотодиоды, стабилитроны и т. д.
Низкое обратное напряжение этого диода составляет от 10 до 1400В.	Низкое обратное напряжение диода PN перехода колеблется от 20 до 60В.
Прямое падение напряжения на этом диоде ниже примерно на 0,3 В.	Прямое падение напряжения на диоде PN-перехода составляет от 0,6 до 0,7 В.

Преимущества

Существуют два основных преимущества диода Шоттки по сравнению с обычным диодом с p-n переходом могут работать на более высоких частотах, чем диоды PN Junction.

Действие переключения происходит быстрее из-за отсутствия встроенного потенциала (слоя обеднения), который существует в диодах с p-n переходом, который предотвращает диффузию электронов и дырок через пространство между полупроводниковыми областями N и P, и их емкости.

значительно ниже, что делает их подходящими для приложений с высокоскоростным переключением.

Недостатки

К недостаткам диода Шоттки относятся следующие.

Время обратного восстановления также относительно медленное.
Они дороже обычных кремниевых диодов с PN-переходом.
Он также подвержен термическому разложению при высоких температурах.
Также сложнее в изготовлении по сравнению с другими диодами.
Эти диоды менее стабильны, чем обычные диоды, в условиях экстремальных температур и высокой радиации из-за того, что переход металл-полупроводник имеет асимметричную вольт-амперную характеристику, в отличие от симметричной характеристики p-n перехода.

Пожалуйста, обратитесь по этой ссылке для получения информации о диоде Шоттки MCQ

Приложения

Применение диода Шоттки включает следующее.

Этот диод используется во многих областях, таких как выпрямление источника питания, формирование волны, преобразование частоты и т. д.
В основном используется в источниках питания, таких как импульсные источники питания, поскольку они имеют меньшее падение прямого напряжения, чем обычные диоды. Это уменьшает потери проводимости и делает их более эффективными.
Они обычно используются в качестве ВЧ-смесителей и детекторов в радиоприемниках, в качестве умножителей кольцевых смесителей в микроволновых передатчиках и для различных других приложений, таких как ограничение напряжения, ограничение напряжения и безынерционные диоды.
Они использовали буферы тактовых импульсов в цифровых интегральных схемах для снижения энергопотребления за счет уменьшения тока, потребляемого от источника питания при низком уровне тактового сигнала.

Таким образом, речь идет о важности диода Шоттки. Эти диоды доступны в различных типах корпусов, включая SMD (поверхностный монтаж), радиальные светодиоды и осевые светодиоды. Существуют различные параметры, которые необходимо учитывать при выборе диода Шоттки, такие как прямое падение напряжения, обратное напряжение пробоя, обратное время восстановления и обратный ток утечки.

Шоттки диод схема подключения: Диоды шоттки как подключить — Dudom

Диод шоттки как подключить

Обозначение, применение и параметры диодов Шоттки

Применение диодов Шоттки в источниках питания.

Проверка диодов Шоттки мультиметром.

Обозначение, применение и параметры диодов Шоттки

Применение диодов Шоттки в источниках питания.

Проверка диодов Шоттки мультиметром.

Смотрите также

Комментарии 56

Диод Шоттки. Устройство, принцип работы и основные характеристики.

Диод Шоттки — условное обозначение, конструкция, работа и применение

Преимущества и недостатки диода Шоттки

RTD — датчик температуры сопротивления: конструкция, типы, работа и применение

Стабилитрон — условное обозначение, конструкция, схема, работа и применение

Похожие статьи

Конструкция, работа, отличия и применение

Символ диода Шоттки

Конструкция диода Шоттки

Работа диода Шоттки

Схема диода Шоттки

Диод Шоттки VI Характеристики

Как подключить диод Шоттки

Диод Шоттки в качестве ВЧ-детектора

Диод Шоттки в качестве переключателя

Диод Шоттки в качестве фиксирующей схемы

Диод Шотти в логической схеме

Разница между диодом Шоттки и обычным диодом

Преимущества

Недостатки

Приложения