- Schottky diodni simbol
- Što Schottky diodu čini posebnom?
- Nedostaci Schottky diode
- Schottky dioda vs ispravljačka dioda
- Građa Schottky diode
- Karakteristike Schottky diode VI
- Parametri koje treba uzeti u obzir prilikom odabira vaše Schottky diode
- Primjene Schottky diode
Dioda je jedna od osnovnih komponenata koja se obično koristi u dizajnu elektroničkih sklopova, a može se često naći u ispravljačima, škarama, stezaljkama i mnogim drugim često korištenim krugovima. Riječ je o dvokrakom poluvodičkom uređaju koji omogućuje protok struje u samo jednom smjeru koji je od Anode do Katode (+ do -) i blokira trenutni tok u obrnutom smjeru, tj. Katodu do Anode. Razlog iza toga što ima cca. Nulti otpor u smjeru prema naprijed dok je beskonačni otpor u obrnutom smjeru. Postoje mnoge vrste dioda, svaka sa svojim jedinstvenim svojstvom i primjenama. Već smo naučili o Zener diodama i njihovom radu, u ovom ćemo članku naučiti o još jednoj zanimljivoj vrsti diode koja se naziva Schottky dioda i kako se ona može koristiti u našim dizajnom sklopova.
Schottky dioda (Nazvana po njemačkom fizičaru Walteru H. Schottkyu) je druga vrsta poluvodičkih dioda, ali umjesto da ima PN spoj, Schottky dioda ima spoj metal-poluvodič i koji smanjuje kapacitet i povećava brzinu prebacivanja Schottky diode, a ovo čini ga drugačijim od ostalih dioda. Schottky dioda ima i druga imena poput diode površinske barijere, Schottky diode barijere, vrućeg nosača ili diode s vrućim elektronima.
Schottky diodni simbol
Simbol Schottky diode temelji se na generičkom simbolu diode, ali umjesto da ima ravnu liniju ima S sličnu strukturu na negativnom kraju diode, kao što je prikazano dolje. Ovaj shematski simbol može se lako koristiti za razlikovanje Schottky diode od ostalih dioda prilikom čitanja sheme sklopa. Kroz članak ćemo uspoređivati Schottky diodu s običnom diodom radi boljeg razumijevanja.
Čak i po fizičkom izgledu komponente, Schottky dioda izgleda slično generičkoj diodi i često je teško razlikovati razliku bez čitanja broja dijela na njoj. No, najčešće će se Schottky dioda činiti malo glomaznijom od uobičajenih, ali ne mora uvijek biti tako. Slika pin-outa Schottky diode prikazana je u nastavku.
Što Schottky diodu čini posebnom?
Kao što je ranije spomenuto, Schottky dioda izgleda i djeluje vrlo slično generičkoj diodi, ali jedinstvena karakteristika Schottky diode je njezin vrlo nizak pad napona i velika brzina prebacivanja. Da biste to bolje razumjeli, povežite Schottky diodu i generičku diodu s identičnim krugom i provjerite kako ona funkcionira.
Na gornjim slikama imamo dva kruga jedan za Schottky diodu i drugi za tipičnu PN-spojnu diodu. Ti će se krugovi koristiti za razlikovanje padova napona na obje diode. Dakle, lijevi krug je za Schottky diodu, a desni za tipičnu diodu s PN-spojem. Obje diode napajaju se s 5V. Kad se struja propušta s obje diode, Schottky dioda ima samo pad napona od 0,3 volta i ostavlja opterećenje od 4,7 volta, s druge strane, tipična dioda s PN-spojem ima pad napona od 0,7 volta i ostavlja 4,3 volta za opterećenje. Dakle, Schottky dioda ima niži pad napona od konvencionalne diode s PN-spojem. Osim pada napona, Schottky dioda ima i neke druge prednosti na tipičnoj diodi s PN-spojem poput Schottky diodebrža brzina prebacivanja, manje šuma i bolje performanse od tipične diode s PN-spojem.
Nedostaci Schottky diode
Ako Schottky dioda ima vrlo nizak pad napona i veliku brzinu prebacivanja nudeći bolje performanse, zašto su nam uopće potrebne generičke PN spojne diode? Zašto jednostavno ne koristimo Schottky diodu za sve dizajne krugova?
Iako je istina da su Schottky diode bolje od PN spojnih dioda i polako su poželjnije od PN spojnih dioda. Dvije glavne smetnje za Schottky-jevu diodu su njezin niski reverzni napon proboja i velika reverzna struja curenja u usporedbi s generičkom diodom. Zbog toga nije prikladan za visokonaponske sklopne aplikacije. Također su Schottky diode relativno skuplje od uobičajenih ispravljačkih dioda.
Schottky dioda vs ispravljačka dioda
Kratka usporedba između PN-diode i Schottky diode data je u donjoj tablici:
| PN- spojna dioda | Schottky dioda |
|
|
|
| PN-spojna dioda je bipolarni uređaj što znači da se provođenje struje događa zbog manjinskih i većinskih nosača naboja. | Za razliku od PN-spojne diode, Schottky dioda je unipolarni uređaj što znači da se provođenje struje događa samo zbog većinskih nosača naboja. |
| PN- spojna dioda ima poluvodički-poluvodički spoj. | Dok Schottky dioda ima spoj metal-poluvodič. |
| PN-spojne diode imaju veliki pad napona. | Schottky dioda ima mali pad napona. |
| Visoko Na državnim gubicima. | Nisko na državnim gubicima. |
| Polako prebacivanje brzine. | Brza brzina prebacivanja. |
| Napon visokog uključivanja (0,7 volti) | Niskonaponski napon (0,2 volta) |
| Visoki reverzni napon blokiranja | Niski reverzni napon blokiranja |
| Niska reverzna struja | Velika reverzna struja |
Građa Schottky diode
Schottky diode konstruirane su pomoću spoja metal-poluvodič kako je prikazano na donjoj slici. Schottky diode imaju metalni spoj na jednoj strani spoja, a dopirani silicij na drugoj strani, stoga Schottky diode nemaju sloj osiromašenja. Zbog ovog svojstva, Schottky diode su poznate kao unipolarni uređaji, za razliku od tipičnih dioda s PN-spojem koje su bipolarne naprave.
Osnovna struktura Schottky diode prikazana je na gornjoj slici. Kao što možete vidjeti na slici, Schottky dioda ima metalni spoj na jednoj strani koji se može kretati od platine do volframa, molibdena, zlata itd. I poluvodiča tipa N s druge strane. Kad se kombiniraju metalni spoj i poluvodič N-tipa, oni stvaraju spoj metal-poluvodič. Ovaj spoj poznat je kao Schottkyjeva barijera. Širina Schottkyjeve barijere ovisi o vrsti metala i poluvodičkih materijala koji se koriste u formiranju spojeva.
Schottkyjeva barijera djeluje drugačije u nepristranim, unaprijed pristranim ili obrnuto pristranim stanjima. U stanju prednapona kada je pozitivni priključak baterije povezan s metalom, a negativni priključak spojen na poluvodič n-tipa, Schottky dioda omogućuje strujanje struje. Ali u obrnutom stanju pristranosti kada je pozitivni priključak baterije povezan s poluvodičem n-tipa, a negativni priključak metalnim, Schottky dioda će blokirati strujni tok. Međutim, ako se napon s obrnutim predznakom poveća iznad određene razine, slomit će barijeru i struja će početi teći u obrnutom smjeru, a to može oštetiti komponente povezane na Schottky-jevu diodu.
Karakteristike Schottky diode VI
Jedna važna karakteristika koju treba uzeti u obzir pri odabiru vaše diode je graf napona napona (V) u odnosu na smjer struje (I). VI grafikon najpopularnijih Schottky dioda 1N5817, 1N5818 i 1N5819 prikazan je u nastavku
VI karakteristike Schottky diode vrlo su slične tipičnim PN-spojnim diodama. Imajući mali pad napona od tipične diode s PN-spojem, Schottky dioda troši manje napona od tipične diode. Iz gornjeg grafikona možete vidjeti da 1N517 ima najmanji pad napona prema naprijed u usporedbi s druge dvije, također se može primijetiti da pad napona raste s porastom struje kroz diodu. Čak i za 1N517 pri maksimalnoj struji od 30A pad napona na njemu može doseći čak 2V. Stoga se ove diode obično koriste u primjenama slabe struje.
Parametri koje treba uzeti u obzir prilikom odabira vaše Schottky diode
Svaki inženjer dizajna mora odabrati pravu Schottky diodu prema potrebi svoje primjene. Za dizajne ispravljanja bit će potrebne visokonaponske, nisko / srednje strujne i niskofrekventne diode. Za sklopne izvedbe, frekvencija diode trebala bi biti visoka.
U nastavku su navedeni neki uobičajeni i važni parametri za diodu koje biste trebali imati na umu:
Pad napona prema naprijed : Napon koji je pao da bi se uključila dioda usmjerena prema naprijed je pad napona prema naprijed. Varira ovisno o različitim diodama. Za Schottky diodu obično se pretpostavlja da je napon uključenja oko 0,2 V.
Napon obrnutog proboja: Određeni iznos napona obrnutog prednapona nakon kojeg se dioda slomi i počne provoditi u obrnutom smjeru naziva se napon obrnutog proboja. Napon obrnutog proboja za Schottky diodu je oko 50 volti.
Obrnuto vrijeme oporavka: Vrijeme je potrebno za prebacivanje diode iz prednjeg provodnog stanja ili stanja "ON" u obrnuto stanje "OFF". Najvažnija razlika između tipične diode s PN-spojem i Schottky diode je vrijeme obrnutog oporavka. U tipičnom PN-spoju dioda vrijeme povratnog oporavka može varirati od nekoliko mikrosekundi do 100 nanosekundi. Schottky diode nemaju vrijeme oporavka, jer Schottky dioda nema područje iscrpljenja na spoju.
Struja obrnutog propuštanja: Struja provedena iz poluvodičkog uređaja u obrnutom smjeru je obrnuta propusna struja. U Schottky diodi, povećanje temperature značajno će povećati obrnutu struju curenja.
Primjene Schottky diode
Schottky diode imaju mnoštvo primjena u elektroničkoj industriji zbog svojih jedinstvenih svojstava. Neke od aplikacija su sljedeće:
1. Krugovi za stezanje / odsjecanje napona
Strujni krugovi i stezni krugovi obično se koriste u primjenama oblikovanja valova. Svojstvo niskog pada napona čini Schottky diodu korisnom kao stezna dioda.
2. Zaštita od povratne struje i pražnjenja
Kao što znamo, Schottky dioda se naziva i blokirajućom diodom jer blokira protok struje u obrnutom smjeru; može se koristiti kao zaštita od pražnjenja. Na primjer, u hitnom svjetlu bljeskalice, Schottky dioda se koristi između superkondenzatora i istosmjernog motora kako bi se spriječilo pražnjenje superkondenzatora kroz istosmjerni motor.
3. Krugovi za uzorkovanje i zadržavanje
Naprijed pristrana Schottky dioda nema nijedan manjinski nosač naboja i zbog toga se mogu prebaciti brže od tipičnih dioda s PN-spojem. Dakle, koriste se Schottky diode, jer imaju niže vrijeme prijelaza od uzorka do koraka zadržavanja, što rezultira preciznijim uzorkom na izlazu.
4. Ispravljač snage
Schottky diode imaju visoku gustoću struje, a nizak pad napona prema naprijed znači da se troši manje energije od tipične diode PN spoja, što Schottky diode čini prikladnijima za ispravljače snage.
Dalje možete pronaći praktičnu primjenu Diode u mnogim sklopovima slijedeći vezu.