Сцхоттки-ове баријерне диоде су полупроводничке диоде дизајниране са минималним напоном унапред и брзим брзинама пребацивања које могу бити и до 10 нс. Производе се у распону струје од 500 мА до 5 ампера и до 40 В. Захваљујући овим карактеристикама постају посебно погодни за нисконапонске, високофреквентне примене као што је СМПС, а такође и као ефикасне диоде са слободним ходом.

“шта је пумпа за пуњење ”

Симбол уређаја приказан је на следећој слици:

Учтивост: хттпс://ен.википедиа.орг/вики/Сцхоттки_диоде

Интерна конструкција

Сцхоттки диоде су конструисане другачије у поређењу са традиционалним диодама са п-н спојем. Уместо п-н споја граде се помоћу а метални полупроводнички спој како је приказано испод.

Полупроводничка секција је углавном направљена од силицијума н-типа, а такође и са гомилом различитих материјала као што су платина, волфрам, молибден, хром итд. Диода може имати различите карактеристике у зависности од тога који материјал се користи, што им омогућава побољшање брзина пребацивања, нижи пад напона унапред итд.

Како то ради

У Сцхоттки диодама електрони постају већински носач у полупроводничком материјалу, док у металу постоје изузетно мали мањински носачи (рупе). Када су два материјала повезана, електрони присутни у силицијумском полупроводнику почињу брзо да теку према повезаном металу, што резултира масивним преносом већинских носача. Због повећане кинетичке енергије од метала, они се генерално називају 'врућим носачима'.

Нормалне диоде п-н споја мањински носачи се убризгавају преко различитих суседних поларитета. Док се у Сцхоттки диодама електрони убризгавају у подручја са идентичним поларитетом.

Масивни прилив електрона ка металу узрокује велики губитак носача силицијумског материјала на подручју близу површине споја, што подсећа на подручје исцрпљивања п-н споја других диода. Додатни носачи у металу стварају „негативни зид“ у металу између метала и полупроводника који блокира даљи улаз струје. То значи да негативно наелектрисани електрони на силицијумском полупроводнику унутар Сцхоттки диода олакшавају подручје без носача заједно са негативним зидом на металној површини.

Позивајући се на доњу слику, примена струје предрасуде у првом квадранту узрокује смањење енергије негативне баријере због позитивне привлачности електрона у овом подручју. То доводи до повратног тока електрона у огромним количинама преко границе. Величина ових електрона зависи од величине потенцијала који се примењује за одступање.

Разлика између нормалних и Сцхоттки диода

У поређењу са нормалним диодама са п-н спојем, баријерни спој у Сцхоттки диодама је нижи, како у предњем тако и у обрнутом делу пристрасности.

Ово омогућава Сцхоттки-јевим диодама да имају знатно побољшану проводљивост струје за исти ниво потенцијала пристрасности, како у предњем тако и у обрнутом региону пристрасности. Чини се да је ово добра карактеристика у предњем делу пристрасности, мада лоше за регион обрнутог пристрасности.

Дефиниција општих карактеристика полупроводничке диоде за предњу и обрнуту пристрасност региона представљена је једначином:

Ја _Д. = И _С. (је ^{кВд / Тк} -1)

где је Ис = реверзна струја засићења
к = 11.600 / η са η = 1 за германијум и η = 2 за силицијум

Иста једначина описује експоненцијални пораст струје у Сцхоттки диодама на следећој слици, међутим фактор η је одређен врстом конструкције диоде.

Поређење карактеристика топло-носача и п-н спојних диода

У региону обрнутог пристрасности, струја Је је углавном због оних металних електрона који путују у полупроводнички материјал.

Карактеристике температуре

За Сцхоттки диоде, један од примарних аспеката који се континуирано истражује је како минимизирати његове значајне струје цурења на високим температурама преко 100 ° Ц.

То је довело до производње бољих и побољшаних уређаја који могу ефикасно да раде чак и на екстремним температурама између - 65 до + 150 ° Ц.

У типичним собним температурама ово цурење може бити у опсегу микроампера за Сцхоттки диоде мале снаге и у опсегу милиампера за уређаје велике снаге.

Међутим, ове бројке су веће у поређењу са нормалним п-н диодама са истим спецификацијама снаге. Такође, ПИВ рејтинг за Сцхоттки диоде може бити много мање од наших традиционалних диода.

На пример, нормално уређај од 50 ампера може имати ПИВ јачину од 50 В, док то може бити до 150 В за нормалну диоду од 50 ампера. Међутим, недавна побољшања омогућила су Сцхоттки диоде са ПИВ номиналним вредностима преко 100 В на сличним вредностима ампераже.

Из горњег графичког приказа постаје сасвим јасно да се Сцхоттки диодама приписује готово идеалан скуп карактеристика, чак и бољи од кристалне диоде (тачкаста контактна диода). Пад напријед тачкасте контактне диоде је обично нижи од нормалне диоде п-н споја.

ВТ или предњи пад напона Сцхоттки-јеве диоде у великој мери одређује метал који се налази унутра. Дешава се да постоји компромис између утицаја температуре и нивоа ВТ. Ако се један од ових параметара повећа, други такође повећава погоршање нивоа ефикасности уређаја. Даље, ВТ такође зависи од тренутног опсега, ниже дозвољене вредности осигуравају ниже вредности ВТ. ВТ пад унапред може бити суштински на нули за дате јединице ниског нивоа, у приближној процени. За средњи и виши опсег струје, вредности пада напона могу бити око 0,2 В, а ово се чини као добра репрезентативна вредност.

Тренутно је доступан највећи распон струје Сцхоттки диоде око 75 ампера, мада ће ускоро на помолу бити и до 100 ампера.

Примена Сцхоттки диоде

Главно подручје примене Сцхоттки диода је у преклопном напајању или СМПС, који су намењени за рад са фреквенцијама преко 20 кХз.

Типично, Сцхоттки диода од 50 амп на собној температури може бити номинована са напоном од 0,6 В и временом опоравка од 10 нс, посебно дизајнираном за СМПС апликацију. С друге стране, обична п-н спојна диода може показивати пад од 1,1 В и опоравак од око 30 до 50 нс, при истим тренутним спецификацијама.

Можда ћете пронаћи горњу разлику напона напона прилично малу, међутим ако погледамо ниво расипања снаге између њих: П (врући носач) = 0,6 к 50 = 30 вати и П (пн) = 1,1 к 50 = 55 вати, што је прилично мерљива разлика, која може критично наштетити ефикасности СМПС-а.

Иако ће у региону обрнутог предрасуда расипање у Сцхоттки диоди бити мало веће, ипак ће нето расипање предњег и обрнутог преднапона бити много боље од п-н спојне диоде.

Обрнуто време опоравка

У обичној п-н полупроводничкој диоди, обрнуто време опоравка (трр) је велико због убризганих мањинских носача.

У Сцхоттки диодама због изузетно ниских мањинских носача, обрнуто време опоравка је суштински мало. Због тога Сцхоттки диоде могу да раде тако ефикасно чак и на фреквенцијама од 20 ГХз, што захтева да се уређаји пребацују на изузетно брзој брзини.

За више фреквенције од ове, тачка-контактна диода или кристална диода се и даље користе, због њихове врло мале површине спајања или тачке споја.

Сцхоттки диоде еквивалентан круг

Следећа слика приказује еквивалентни круг Сцхоттки диоде са типичним вредностима. Придружени симбол је стандардни симбол уређаја.

Индуктивитет Лп и капацитивност Цп су вредности наведене у самом паковању, рБ представља серијски отпор који чине отпор контакта и скупни отпор.

Вредности отпора рд и капацитивности Цј су према прорачунима разматраним у претходним параграфима.

Табела спецификација Сцхоттки диоде

Доња табела пружа списак исправљача са врућим носачима које производи Моторола Семицондуцтор Продуцтс, заједно са њиховим спецификацијама и детаљима пиноут-а.