Mavzu: Shottki barerli diodlar asosiy harakteristikalar. Reja

Mavzu:Shottki barerli diodlar asosiy harakteristikalar.
Reja:

1. 
   Shottki barer haqida umumiy ma’lumot.
   
2. 
   Shottki barerli diodlari kommutatsiya quvvat manbalarida keng qo'llanilishi.
   
3. 
   Shottki barerli diodlarining asosiy xarakteristikalari.
   

Shottki barer nomidagi, Valter H. Schottky , bir emas salohiyati energiya bir hosil elektronlar uchun to'siq metall-yarim o'tkazgich birikma . Schottky to'siqlari to'g'rilash xususiyatlariga ega, diod sifatida foydalanish uchun javob beradi . Shottki barerining asosiy xususiyatlaridan biri PH B bilan belgilangan Shottki to'sig'ining balandligidir (rasmga qarang). PH B qiymati metall va yarimo'tkazgichning birikmasiga bog'liq
Barcha metall-yarim o'tkazgichli birikmalar rektifikatsiya qiluvchi Shottki barerini hosil qilmaydi; Shottki to'sig'i juda past bo'lganligi sababli, tokni to'g'rilashsiz har ikki yo'nalishda ham o'tkazadigan metall-yarimo'tkazgichli birikma ohmik kontakt deb ataladi .
Shottki barerli diodlari kommutatsiya quvvat manbalarida keng qo'llaniladi. Elektron sanoatida hamma Schottky haqida eshitgan, lekin biz Schottky-ning ichki tuzilishini, dastur doirasini va nima uchun Schottky yuqori chastotali dasturlarda keng qo'llanilishini tushunamiz. Kommutatsiya quvvat manbai? Shunday qilib, keling, Schottky dunyosiga kirib, kerakli javobni topamiz.

Diyotlarning ko'p turlari mavjud: materiallarga ko'ra germaniy diodlar, silikon diodlar, gallium arsenid diodlari va boshqalar; parchalanish tuzilishiga ko'ra sirt kontakt diodlari va nuqtali aloqa diodlariga bo'linishi mumkin; turli maqsadlarga muvofiq rektifikatorli diodlarga, aniqlash diyotlariga, Zener diyotlari, varaktorlar, fotodiodlar, yorug'lik chiqaradigan diodlar, kommutatsion diodlar, tezkor diodlar va boshqalarga bo'linishi mumkin; birikma turiga ko'ra yarimo'tkazgichli kavşak diyotlari va metall yarimo'tkazgichli kavşak diyotlariga bo'linishi mumkin, ammo Shottki barerli diodlari metall yarimo'tkazgichli birikmalar turi diodiga tegishli.

Birinchidan, Schottky diyotining ichki tuzilishi

Shottki barerli diodlari, shuningdek, Shottki barerli diodlari (SBD) deb ham nomlanadi, bu metalldan yarimo'tkazgich aloqasi natijasida hosil bo'lgan to'siq qatlamiga asoslangan diodlardir. 1-rasmda oldinga yo'naltirilgan o'tishning asosiy xususiyati ko'rsatilgan. Kichikroq (taxminan 0,45V), qisqa teskari tiklash vaqti va kam kommutatsion yo'qotish, bu past quvvatli, ultra yuqori tezlikda ishlaydigan yarimo'tkazgich. Shottki barerli diodi PN ulanish diyotidan tarkibiy jihatdan farq qiladi. Uning ichki qismi anod metaldan (molibden yoki alyuminiy kabi materialdan yasalgan to'siq qatlami), materialni yo'q qiluvchi silikon dioksid (SiO2) elektr maydoni va N- epitaksial qatlam (mishyak moddasi), N tipidagi kremniydan iborat. substrat, N + katod qatlami va katod metall FIG da ko'rsatilgandek hosil bo'ladi. N-tipli substrat va anod metall o'rtasida Schottky to'sig'i hosil bo'ladi. Schottky to'sig'ining ikkala uchiga ham oldinga egilish qo'llanilganda (anod metall quvvat manbai elektrodiga, N tipidagi substrat esa quvvat manbai manfiy elektrodiga ulangan bo'lsa), Schottky to'siq qatlami bo'ladi. torayadi va ichki qarshilik kichiklashadi; Shotki to'sig'ida teskari taraflama qo'llanilganda, Schottky to'siq qatlami kengayadi va uning ichki qarshiligi kattaroq bo'ladi.

Shottki barerli diodalari bilan bog'liq muammo shundaki, qarshilik kuchlanishi nisbatan past va teskari oqish oqimi nisbatan katta. Hozirgi vaqtda elektr konversiyalash pallasida ishlatiladigan Schottky diyotining umumiy darajasi shundaki, qarshilik kuchlanishi 150V dan past, o'rtacha oqim 100A dan past va teskari tiklash vaqti 10 dan 40ns gacha. Shottki barerli diodlari yuqori chastotali va past kuchlanishli davrlarda foydalanish uchun juda mos keladi.

Ikkinchidan, Schottky diyotining qo'llanilishi

Shottki barerli diodlari ko'pincha kommutatsiya quvvat manbalarida ishlatiladi, ammo turli ishlab chiqaruvchilar va boshqa sabablarga ko'ra ishlash juda farq qiladi. Schottky-ni tanlaganimizda, biz quyidagi parametrlarni hisobga olishimiz kerak

1, o'tkazuvchanlik kuchlanishining pasayishi VF

VF - bu diodning oldinga siljishi paytida diod bo'ylab kuchlanish pasayishi. Diyot orqali oqim qancha ko'p bo'lsa, VF kattaroq bo'ladi; diyot harorati qanchalik baland bo'lsa, VF kichikroq bo'ladi.
2. IQ oqimining teskari to'yinganligi
IQ, diod bo'ylab teskari kuchlanish qo'llanilganda, diyot orqali oqib chiqadigan oqimni anglatadi. Schottky diyotida katta teskari oqish oqimi mavjud. Shottki barerli diodasini tanlash bu kichikroq IR bilan diyotni tanlashdir.
3, nominal oqim IF
Diyot uzoq muddatli ishlashda ruxsat etilgan harorat ko'tarilishidan hisoblangan o'rtacha oqim qiymatiga ishora qiladi.
4. IFSM oqimining maksimal kuchlanishi
Oqimga ruxsat berilgan haddan tashqari oldinga oqim. Bu oddiy oqim emas, balki juda katta bo'lgan oniy oqim.
5. VRM maksimal teskari kuchlanish
Agar teskari oqim bo'lmasa ham, teskari kuchlanish doimiy ravishda oshib boradigan bo'lsa, diod ertami-kechmi zarar ko'radi. Amalga oshirilishi mumkin bo'lgan teskari kuchlanish oniy kuchlanish emas, balki qayta-qayta qo'shilgan teskari kuchlanishdir. Rektifikator o'zgaruvchan kuchlanish bilan ta'minlanganligi sababli uning maksimal qiymati belgilangan muhim omil hisoblanadi. Maksimal teskari kuchlanish VRM, buzilmaslik uchun qo'llanilishi mumkin bo'lgan maksimal teskari kuchlanishni anglatadi. Hozirgi vaqtda Schottky-ning eng yuqori VRM qiymati 150V ga teng.
6. Maksimal DC teskari kuchlanish VR
Maksimal teskari kuchlanish bu qayta-qayta qo'llaniladigan eng yuqori kuchlanish, VR esa doimiy voltaj doimiy ravishda qo'llanilganda qiymatdir. DC kontaktlarning zanglashiga olib keluvchi va yuqori chegaralarni aniqlash uchun maksimal DC teskari kuchlanish muhim ahamiyatga ega.
7. MM maksimal ish chastotasi
PN kavşağının kapasitansı sig'imi tufayli, ish chastotasi ma'lum bir qiymatdan oshib ketganda, uning bir tomonlama o'tkazuvchanligi yomonlashadi. Shottki barerli diodlari 100 gigagertsgacha bo'lgan yuqori fM qiymatlariga ega.
8. Trr-ni tiklash vaqti
Ish kuchlanishi oldinga voltajdan teskari voltajga o'zgarganda, diodning ideal ishlashi shundaki, oqim darhol o'chirilishi mumkin. Aslida, odatda biroz kechikish kerak. Hozirgi uzilishning kechikishini aniqlaydigan miqdor teskari tiklash vaqti. Diyotning kommutatsiya tezligiga to'g'ridan-to'g'ri ta'sir ko'rsatsa ham, bu qiymat juda kichik degani emas. Ya'ni, diyot to'satdan o'tkazuvchanlik bilan aylantirilganda, teskari oqim IQga yaqinlashish uchun zarur bo'lgan vaqtga juda mos keladi. Ushbu ko'rsatkich yuqori kuchlanishli kalit yuqori chastotali kalit holatida ishlayotganida muhimdir.
9. Maksimal quvvat tarqalishi P
Agar oqim diyot orqali oqsa, u issiqlikni yutadi va uning haroratini ko'taradi. Aslida, tashqi issiqlik tarqalish holati ham P.ga katta ta'sir ko'rsatadi. Xususan, diyot bo'ylab qo'llaniladigan kuchlanish oqim oqimiga va teskari tiklash yo'qotishlariga ko'paytiriladi.

Uchinchidan, Schottky va tez tiklash diodlarini taqqoslash

Tez tiklanish diodi bu qisqa teskari tiklash vaqti bo'lgan (5usdan past) dioddir va uning oldinga kuchlanish pasayishi normal diodadan (0,8 ~ 2V) yuqori. Orqaga bardosh beradigan kuchlanish 1200V dan past, uni tez tiklash va ultra tezga bo'lish mumkin. Qayta tiklash, ikkinchisi 100 m dan pastga tushishi mumkin.

Schottky diyotining teskari tiklash vaqti 10ns dan past, teskari oqish oqimi katta, past bardoshli kuchlanish, odatda past kuchlanishli dasturlar uchun 150V dan kam.

Shottki barerli diodi va tez tiklanish diodi o'rtasidagi farq shundaki, avvalgisining tiklanish vaqti ikkinchisidan yuz baravar kichikroq va avvalgisining teskari tiklanish vaqti bir necha nanosekundga teng. Birinchisining afzalliklari kam quvvat iste'moli, yuqori oqim va ultra yuqori tezlik; ikkinchisi yuqori kommutatsiya tezligiga ega, shuningdek yuqori bardoshli kuchlanishni olishi mumkin va teskari oqish kichik va kuchlanish yuqori va chastotasi yuqori bo'lgan hollarda foydalanish mumkin.
Shottki barerli diodlarining afzalliklari.
Oddiy kremniy diodlari 0,6 - 0,7v atrofida to'g'ridan-to'g'ri kuchlanish tushishiga olib keladi, Shottki barerli diodlardan foydalanish bu qiymatni 0,2 - 0,4 gacha kamaytirishga imkon beradi. Bu haqda maksimal teskari kuchlanish bilan. o'nlab voltlar. Katta teskari stresslar uchun to'g'ridan-to'g'ri tomchi ipakon diodlarni past voltli zanjirlar bilan ishlatishni cheklaydigan kremniy diodlarining o'xshash parametrlari bilan taqqoslanadi. Masalan, Scho'tkning elektrodiy diodida soat 15Q150 uchun to'g'ridan-to'g'ri 150 v) uchun 15 dollarga teng bo'lgan 150 ming voltj 1,07 V (T \u003d -55 ° C gacha).
Shuningdek, Schootky to'siq tarkibiga quyi elektr trandi konteyneriga ega, bu esa diodning ish chastotasini sezilarli darajada oshirishga imkon beradi. Ushbu mulkda ishlatiladi integral mikrosirichlarBu erda Shottki barerli diodlar mantiqiy elementlarning tranzistikatorlarining o'tish davri. Quvvat elektronikasi, kichik o'tish joyi (i.e., qisqa vaqtni tiklash) yuzlab KHZ-da chastotalarda ishlaydigan chastotalarda ishlaydigan disklarni qurishga imkon beradi. Masalan, MBR4015 Diod (15 V, 40 a), yuqori chastotali to'g'rilash uchun optimallashtirilgan, DV / DT bilan 1000 V / m gacha ishlash uchun normallashtiriladi.
Eng yaxshi vaqt xususiyatlari va kam vaqt xususiyatlari va kichik o'tish hissasi tufayli, Shottki barerli diodlardagi rentgenlar an'anaviy diodning qisqartiruvchilari tomonidan farqlanadi, bu esa analog va raqamli uskunalardan foydalanish uchun eng afzal ko'radiganlar.
Shottki barerli diodlarining kamchiliklari.
Birinchidan, maksimal daromadli kuchlanishdan yuqori bo'lgan qisqa muddatli starkaning teskari taqsimot rejimiga o'tayotgan silika diodlaridan farqli o'laroq, kuchlanish diodni to'liq tashlab yuborgandan so'ng xususiyatlarini tiklaydi.
Ikkinchidan, Shotki Diodlar (nisbatan an'anaviy ravishda kremniy diodlar) bilan tavsiflanadi, toklar toklari tobora ko'payib bormoqda. Yuqorida aytib o'tilgan 30q150 uchun maksimal teskari kuchlanishning teskari teskari oqim 0,12 mln. + 25 ° C dan 6,0 my gacha o'zgarib turadi. Co-220 uyidagi past kuchlanishli diodlarda teskari oqim mlritper (MBR4015 - 600 metrgacha + 125 ° C gacha). Issiqlikning qoniqarsiz sharoitida musbat qayta aloqa Schootky Dioddagi issiqlik ustiga issiqlikdan haddan tashqari qizib ketishga olib keladi.