Diod Schottky - ciri, parameter dan aplikasi

Diod adalah salah satu komponen asas yang biasa digunakan dalam reka bentuk litar elektronik, biasanya terdapat di penyearah, gunting, penjepit dan banyak litar lain yang biasa digunakan. Ia adalah peranti semikonduktor dua terminal yang membolehkan aliran arus hanya dalam satu arah yang membentuk Anode ke Cathode (+ hingga -) dan menyekat aliran arus ke arah terbalik, iaitu, Cathode ke Anode. Sebab di sebalik ia mempunyai kira-kira. Rintangan sifar ke arah hadapan sementara rintangan tak terbatas pada arah terbalik. Terdapat banyak jenis Diod masing-masing dengan sifat dan aplikasinya yang unik. Kami telah mengetahui mengenai Zener Diodes dan cara kerjanya, dalam artikel ini kita akan belajar mengenai jenis diod lain yang menarik yang disebut Schottky Diode dan bagaimana ia dapat digunakan dalam reka bentuk litar kita.

Diod Schottky (Dinamakan sempena ahli fizik Jerman Walter H. Schottky) adalah jenis diod semikonduktor lain, tetapi bukannya mempunyai persimpangan PN, dioda Schottky mempunyai persimpangan logam-semikonduktor dan yang mengurangkan kapasitansi dan meningkatkan kelajuan beralih dioda Schottky, dan ini menjadikannya berbeza dengan diod lain. Diod Schottky juga mempunyai nama lain seperti diod penghalang permukaan, diod penghalang Schottky, pembawa panas, atau diod elektron panas.

Simbol Diod Schottky

Simbol dioda Schottky didasarkan pada simbol diod generik, tetapi bukannya mempunyai garis lurus, ia mempunyai struktur seperti S di hujung negatif dioda seperti yang ditunjukkan di bawah. Ini simbol skematik dengan mudah boleh digunakan untuk membezakan Schottky Diod dari diod lain apabila membaca gambar rajah litar. Sepanjang artikel kami akan membandingkan dioda Schottky dengan diod biasa untuk pemahaman yang lebih baik.

Walaupun dengan penampilan fizikal komponen, dioda Schottky kelihatan serupa dengan diod generik dan kadang-kadang sukar untuk membezakannya tanpa membaca nombor bahagian di atasnya. Tetapi kebanyakan kali dioda Schottky akan kelihatan agak besar daripada diod biasa, tetapi tidak semestinya berlaku. Gambar pin-out diod Schottky ditunjukkan di bawah.

Apa yang menjadikan Schottky Diode Istimewa?

Seperti yang telah dibincangkan sebelumnya, Schottky Diode kelihatan dan berkinerja sangat mirip dengan diod generik, tetapi ciri unik Schottky dioda adalah penurunan voltan yang sangat rendah dan kelajuan beralih yang tinggi. Untuk memahami perkara ini dengan lebih baik, mari sambungkan dioda Schottky dan diod generik ke litar yang serupa dan periksa bagaimana ia berfungsi.

Dalam gambar di atas, kami mempunyai dua litar satu untuk diod Schottky dan satu lagi diod persimpangan PN khas. Litar ini akan digunakan untuk membezakan penurunan voltan pada kedua dioda. Jadi litar kiri adalah untuk diod Schottky, dan yang kanan adalah untuk diod simpang PN khas. Kedua-dua diod dihidupkan dengan 5V. Apabila arus dilalui dari kedua dioda, dioda Schottky hanya mempunyai penurunan voltan 0.3-volt dan meninggalkan 4.7 volt untuk beban, sebaliknya, diod simpang PN khas mempunyai penurunan voltan 0.7 volt dan meninggalkan 4.3 volt untuk muatan. Oleh itu dioda Schottky mempunyai penurunan voltan yang lebih rendah daripada diod simpang PN konvensional. Kecuali penurunan voltan dioda Schottky juga mempunyai beberapa kelebihan lain pada diod simpang PN khas seperti dioda Schottky mempunyaikadar pensuisan yang lebih pantas, bunyi yang kurang dan prestasi yang lebih baik daripada diod simpang PN biasa.

Kekurangan diod Schottky

Sekiranya dioda Schottky mempunyai penurunan voltan yang sangat rendah dan kelajuan pensuisan tinggi yang menawarkan prestasi yang lebih baik, mengapa kita juga memerlukan diod simpang PN generik? Mengapa kita tidak hanya menggunakan dioda Schottky untuk semua reka bentuk litar?

Walaupun benar, dioda Schottky lebih baik daripada diod simpang PN dan perlahan-lahan lebih disukai daripada diod simpang PN. Dua kemunduran utama untuk dioda Schottky adalah voltan kerosakan Reverse rendah dan arus kebocoran Reverse Tinggi berbanding dengan diod generik. Ini menjadikannya tidak sesuai untuk aplikasi pertukaran voltan tinggi. Dioda Schottky juga lebih mahal daripada diod penyearah biasa.

Schottky Diode vs Rectifier Diode

Perbandingan ringkas antara dioda PN dan diod Schottky diberikan dalam jadual di bawah:

PN- Diod Persimpangan	Schottky Diode
PN-junction diode adalah peranti bipolar yang bermaksud pengaliran arus berlaku disebabkan oleh pembawa cas minoriti dan majoriti.	Tidak seperti dioda persimpangan PN, dioda Schottky adalah peranti unipolar yang bermaksud pengaliran semasa berlaku kerana pembawa cas majoriti sahaja.
PN- Persimpangan diod mempunyai persimpangan Semikonduktor- Semikonduktor.	Sementara Schottky diod mempunyai persimpangan logam-Semikonduktor.
PN- Diod persimpangan mempunyai penurunan voltan yang besar.	Dioda Schottky mengalami penurunan voltan kecil.
Kerugian negeri tinggi.	Kerugian negeri rendah.
Kelajuan beralih perlahan.	Kelajuan beralih pantas.
Voltan Hidupkan Tinggi (0.7 volt)	Voltan Hidupkan rendah (0.2 volt)
Voltan Sekatan Terbalik Tinggi	Voltan Sekatan Terbalik Rendah
Arus Balik Rendah	Arus Balik Tinggi

Struktur Diod Schottky

Diod Schottky dibina menggunakan simpang logam-semikonduktor seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah. Diod Schottky mempunyai sebatian logam di satu sisi persimpangan dan silikon doped di sisi lain, oleh itu, dioda Schottky tidak mempunyai lapisan penipisan. Oleh kerana sifat ini, dioda Schottky dikenali sebagai peranti unipolar, tidak seperti diod simpang PN khas yang merupakan peranti bipolar.

Struktur asas dioda Schottky ditunjukkan dalam gambar di atas. Seperti yang anda lihat dalam gambar, dioda Schottky mempunyai sebatian logam di satu sisi yang boleh terdiri dari platinum hingga tungsten, molibdenum, emas, dan lain-lain dan semikonduktor jenis-N di sisi lain. Apabila sebatian logam dan semikonduktor jenis-N digabungkan, mereka mewujudkan persimpangan Logam-Semikonduktor. Persimpangan ini dikenali sebagai Schottky Barrier. Lebar penghalang Schottky bergantung pada jenis logam dan bahan semikonduktor yang digunakan dalam pembentukan persimpangan.

Schottky Barrier berfungsi berbeza dalam keadaan tidak berat sebelah, bias ke hadapan, atau bias terbalik. Dalam keadaan bias ke hadapan apabila terminal positif bateri disambungkan ke logam dan terminal negatif disambungkan ke semikonduktor jenis-n, Schottky diode membenarkan aliran arus. Tetapi dalam keadaan bias terbalik apabila terminal positif bateri disambungkan dengan semikonduktor jenis-n dan terminal negatif disambungkan dengan logam, dioda Schottky akan menyekat aliran arus. Walau bagaimanapun, jika voltan bias terbalik meningkat di atas tahap tertentu, ia akan memecahkan penghalang, dan arus akan mula mengalir ke arah terbalik, dan ini dapat merosakkan komponen yang dihubungkan ke dioda Schottky.

Ciri-ciri Schottky Diode VI

Salah satu ciri penting yang perlu dipertimbangkan semasa memilih Diod anda ialah grafik Forward Voltage (V) versus Forward Current (I). Graf VI dioda Schottky 1N5817, 1N5818 dan 1N5819 yang paling popular ditunjukkan di bawah

Ciri VI diod Schottky sangat serupa dengan diod simpang PN khas. Mempunyai penurunan voltan rendah daripada diod simpang PN biasa membolehkan dioda Schottky menggunakan voltan lebih sedikit daripada diod biasa. Dari grafik di atas, anda dapat melihat bahawa 1N517 mempunyai penurunan voltan ke hadapan paling sedikit dibandingkan dengan dua yang lain, juga dapat diperhatikan bahawa penurunan voltan meningkat apabila arus melalui diod meningkat. Walaupun untuk 1N517 pada arus maksimum 30A, voltan jatuh boleh mencapai setinggi 2V Oleh itu dioda ini biasanya digunakan dalam aplikasi arus rendah.

Parameter yang perlu dipertimbangkan semasa memilih dioda Schottky anda

Setiap jurutera reka bentuk harus memilih dioda Schottky yang sesuai mengikut keperluan aplikasinya. Untuk reka bentuk pembetulan, voltan tinggi, arus rendah / sederhana, dan diod berkadar frekuensi rendah akan diperlukan. Untuk menukar reka bentuk, penilaian frekuensi diod harus tinggi.

Beberapa parameter biasa dan penting untuk diod yang harus anda perhatikan disenaraikan di bawah:

Penurunan voltan ke hadapan: Voltan yang jatuh untuk menghidupkan diod bias ke hadapan adalah penurunan voltan ke hadapan Ia berbeza mengikut diod yang berbeza. Untuk Schottky diod biasanya voltan hidup diasumsikan sekitar 0.2 V.

Voltan kerosakan terbalik: Jumlah voltan berat sebelah terbalik selepas mana diod rosak dan mula melakukan arah terbalik dipanggil Voltan Pemecahan Terbalik. Voltan kerosakan terbalik untuk dioda Schottky adalah sekitar 50 volt.

Masa pemulihan terbalik: Ini adalah masa yang diambil untuk menukar dioda dari keadaan konduktif ke hadapan atau keadaan 'ON' ke keadaan 'OFF' terbalik. Perbezaan yang paling penting antara diod simpang PN khas dan diod Schottky adalah masa pemulihan terbalik. Dalam diod simpang PN khas, masa pemulihan terbalik boleh berbeza-beza dari beberapa mikrodetik hingga 100 nanodetik. Diod Schottky tidak mempunyai masa pemulihan, kerana dioda Schottky tidak mempunyai kawasan penipisan di persimpangan.

Arus kebocoran terbalik: Arus yang dilakukan dari peranti semikonduktor dalam bias terbalik adalah arus kebocoran terbalik. Dalam dioda Schottky, kenaikan suhu akan meningkatkan arus kebocoran terbalik dengan ketara.

Aplikasi Schottky Diode

Dioda Schottky mempunyai banyak aplikasi dalam industri elektronik kerana sifatnya yang unik. Beberapa aplikasi adalah seperti berikut:

1. Litar Pengapit voltan / Keratan

Litar clipper dan clamper Circuit biasanya digunakan dalam aplikasi pembentukan gelombang. Memiliki sifat penurunan voltan rendah menjadikan diod Schottky berguna sebagai diod pengapit.

2. Perlindungan arus dan pelepasan terbalik

Seperti yang kita ketahui, diod Schottky juga disebut sebagai diod penyekat kerana menyekat aliran arus ke arah terbalik; ia boleh digunakan sebagai pelindung pelepasan. Sebagai contoh, dalam Lampu Kilat Kecemasan, dioda Schottky digunakan antara supercapacitor dan motor DC untuk mengelakkan supercapacitor keluar dari motor DC.

3. Litar sampel dan tahan

Diod Schottky yang bias ke hadapan tidak mempunyai pembawa caj minoriti, dan kerana ini, mereka boleh beralih lebih cepat daripada diod simpang PN biasa. Oleh itu, dioda Schottky digunakan kerana ia mempunyai masa peralihan yang lebih rendah dari sampel ke langkah penahan dan ini menghasilkan sampel yang lebih tepat pada output.

4. Penyearah daya

Dioda Schottky mempunyai ketumpatan arus yang tinggi, dan penurunan voltan ke hadapan yang rendah bermaksud bahawa kuasa yang lebih sedikit dibazirkan daripada diod simpang PN biasa dan ini menjadikan dioda Schottky lebih sesuai untuk penerus kuasa.

Selanjutnya anda boleh mendapatkan pelaksanaan praktikal Diod di banyak litar dengan mengikuti pautan.