выпрямитель шоттки что это такое

Диоды Шоттки: что это такое, чем отличается, как работает

Устройство получило свое название в честь Вальтера Шоттки, немецкого изобретателя и физика, открывшего квантовую зависимость, согласно которой внешнее электрическое поле принуждает покидать зону проводимости все свободные электроны. Впоследствии ученый был награжден медалью Хьюза за свою деятельность. Примечательно, что имея отношение к теоретической физике, данное открытие находит активное практическое применение.

Содержание статьи

Диод Шоттки является представителем полупроводниковых элементов, обладающих барьером и отличающихся малым падением напряжения при прямом введении компонента в электрическую цепь (от 0,2 до 0,4 вольт). Благодаря простоте конструкции, оперативной возобновляемости заряда, неприхотливости и большому значению тока утечки, барьерный диод активно используется в современной радиоэлектронике.

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

Отличия от обычного диода

Данный компонент пропускает электрический ток в одном направлении и не пропускает его в другом, как и другие классические диоды, но обеспечивает высокое быстродействие и малое падение напряжения при переходе.

Важнейшая особенность диода Шоттки – вместо привычного электронно-дырочного перехода применяется принцип контакта между металлическими и различными полупроводниковыми материалами, что положительно влияет на повышение рабочей частоты. Диффузная емкость и процесс рекомбинации не проявляются в области контакта, поскольку в так называемой переходной зоне отсутствуют неосновные носители заряда. Собственная емкость данного слоя при этом стремится к 0.

Таким образом, данные изделия являются СВЧ-диодами различного назначения:

Другая особенность заключается в том, что большая часть диодов Шоттки состоит из низковольтных и чувствительных к статическому напряжению моделей. Однако воспринимать это как категорический недостаток неверно, поскольку это дает возможность использовать данные средства для обработки радиосигналов малой мощности.

Наконец, такие изделия отличаются большей стабильностью при подаче электрического тока, чем прочие аналоги, поскольку в их корпус внедрены кристаллические образования (кремниевая подложка).

Как устроен диод Шоттки

Структура элемента включает в себя несколько частей:

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

Основа, как правило, изготавливается из кремния или арсенида галлия, но если требуется обеспечить схеме высокую устойчивость к изменению температурного режима, используется германий. В качестве материала для напыления применяется палладий, серебро, платина, вольфрам, алюминий или золото. Примечательно, что тыльная сторона полупроводника легируется сильнее. Уровень легирования и разновидность металла оказывают влияние на характеристики выпрямления.

Принцип работы основан на особенностях барьера. В полупроводнике, в контактной области, образуется слой, значительно обедненный электронами, но обладающий вентильными свойствами. Таким образом, появляется барьер для носителей заряда.

В зависимости от мощности существует несколько типов диодов Шоттки:

Исходя из конструктивных особенностей, различают виды для поверхностного или объемного монтажа, а также модули и выпрямительные аналоги. Выбирая выпрямительные компоненты, следует обращать внимание на показатели тока и напряжения, а также материал конструкции и способ монтирования. Также различают 3 вариации диодных сборок: модели с общим анодом, элементы с удвоением и тремя выводами, а также разновидности, которые имеют вывод с общего катода. Для всех типов действует ограничение допустимого обратного напряжения, величиной 1200 вольт.

Применение диодов Шоттки

Компоненты активно эксплуатируются в составе разных приборов и оборудования:

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

Изделия эксплуатируются везде, где требуется минимальное прямое падение напряжения. Популярность обусловлена преимуществами диодов Шоттки, которые позволяют восстанавливать обратное сопротивление электрического тока, стабилизировать напряжение, принимать на себя излучения, а также увеличить эффективность конечных приборов.

Несмотря на преимущества, такие приборы обладают недостатками. Но их всего два:

Существует три основные неисправности, которые могут произойти с диодами данного типа: обрыв, пробой и утечка (выявить сложнее всего). Диагностика осуществляется при помощи универсального тестера (мультиметр). Для получения точных результатов проверка потребует пайки и измерения обратного сопротивления. В случае использования типового тестера следует учитывать указанный показатель электрического тока.

Как маркируется диод Шоттки и обозначается на схемах

Зачастую диод Шоттки на схеме обозначается как обычный диод, а дополнительная информация о типе компонента указывается в спецификации.

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

Как правило, маркировка диодов Шоттки представляет собой набор символов, нанесенных на корпус изделия согласно международным стандартам. В зависимости от страны производителя маркировки могут различаться. В любом случае расшифровать код можно при помощи радиотехнических справочников.

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

В случае необходимости можно заменить стандартный диод можно аналогичным устройством с барьером – главное, чтобы совпадали параметры тока и напряжения. Но монтировать классическое изделие вместо барьерного аналога категорически не рекомендуется, поскольку из-за перегрева оно быстро выйдет из строя. Опытные радиотехники могут подобрать элемент с запасом по мощности, проанализировав всю схему.

Источник

Диод Шоттки

Обозначение, применение и параметры диодов Шоттки

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

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.

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

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

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

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!

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

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 (IF(AV)) – 1 ампер и обратное напряжение (VRRM) от 20 до 40 вольт. Падение напряжения (VF) 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.

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такоеТакже 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.выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

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.

Источник

Что такое диод Шоттки, его характеристики и способ проверки мультиметром

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

Конструкция

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такоеОтличается диод Шоттки от обыкновенных диодов своей конструкцией, в которой используется металл-полупроводник, а не p-n переход. Понятно, что свойства здесь разные, а значит, и характеристики тоже должны отличаться.

Действительно, металл-полупроводник обладает такими параметрами:

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

На принципиальной схеме диод Шоттки обозначается таким образом:

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

Но иногда можно увидеть и такое обозначение:

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такоеДиодные сборки с барьером Шоттки выпускаются трех типов:

1 тип – с общим катодом,

2 тип – с общим анодом,

3 тип – по схеме удвоения.

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

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

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

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

Вольтамперная характеристика светодиода (ВАХ)

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

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

Миниатюризация

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такоеКомпоненты smd имеют несколько типоразмеров. Для ручной пайки подходят smd размера 1206. Они имеют размер 3,2 на 1,6 мм, что позволяет их впаивать самостоятельно. Другие элементы smd более миниатюрные, собираются на заводе специальным оборудованием, и самому, в домашних условиях, их паять невозможно.

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

Использование на практике

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

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

Тестирование и взаимозаменяемость

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

Проверка диода Шоттки мультиметром

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

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

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

Источник

Диод Шоттки

Что такое диод Шоттки

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

Простой диод выглядит на схемах вот так:

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое обозначение диода на схеме

Стабилитрон уже обозначается, как диод с «кепочкой»

Диод Шоттки имеет две «кепочки»

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое обозначение диода шоттки на схеме

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

Обратное напряжение диода Шоттки

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

Это значение можно найти в даташите

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое обратное напряжение диода

Для каждой марки диода оно разное

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

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

Падение напряжения на диоде Шоттки

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

Vf — прямое падение напряжение на диоде, В

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

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

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое падение напряжение на диоде в прямом включении

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

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое падение напряжения на диоде Шоттки при прямом включении

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

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

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое график зависимости прямого тока от напряжения

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

Диод Шоттки в ВЧ цепях

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

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такоевыпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

и будем снимать с них показания

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

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

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

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

Обратный ток утечки

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

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

Он очень мал, но имеет место быть.

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

Замеряем ток утечки

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое обратный ток утечки диода

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

Давайте теперь повторим этот же самый опыт с диодом Шоттки

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое обратный ток утечки диода Шоттки

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое схема пик детектора

В этом случае эти 20 мкА будут весьма значительны.

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое зависимость обратного тока утечки от температуры корпуса диода Шоттки

Поэтому, вы не можете использовать Шоттки везде в схемах.

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

Применение диодов Шоттки

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

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

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

выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть фото выпрямитель шоттки что это такое. Смотреть картинку выпрямитель шоттки что это такое. Картинка про выпрямитель шоттки что это такое. Фото выпрямитель шоттки что это такое

При написании данной статьи использовался материал с этого видео

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *