نحوه اتصال دیود دوگانه شاتکی دیود شاتکی: اصل کار

دیودهای شاتکی یا به طور دقیق تر - دیودهای مانع شاتکی دستگاه های نیمه هادی هستند که بر اساس تماس فلز-نیمه هادی ساخته می شوند، در حالی که دیودهای معمولی از آن استفاده می کنند. نیمه هادی p-n-انتقال

دیود شاتکی نام و ظهور خود را در الکترونیک مدیون فیزیکدان و مخترع آلمانی والتر شاتکی است که در سال 1938 هنگام مطالعه اثر مانع تازه کشف شده، نظریه قبلی ارائه شده را تأیید کرد که بر اساس آن اگرچه گسیل الکترون از یک فلز توسط یک مانع پتانسیل جلوگیری می شود، اما به عنوان میدان الکتریکی خارجی اعمال شده، این مانع کاهش می یابد. والتر شاتکی این اثر را که در آن زمان اثر شاتکی نامیده شد، به افتخار این دانشمند کشف کرد.

با بررسی تماس بین یک فلز و یک نیمه هادی، می توان دریافت که اگر در نزدیکی سطح نیمه هادی، ناحیه ای خالی از حامل های اصلی وجود داشته باشد، آنگاه در ناحیه تماس این نیمه هادی با فلز در کنار نیمه هادی، منطقه ای از بار فضایی پذیرندگان و اهداکنندگان یونیزه تشکیل می شود و یک تماس مسدود کننده ایجاد می شود - همان مانع شاتکی. این مانع در چه شرایطی ایجاد می شود؟ جریان انتشار ترمیونی از سطح جسم جامد با معادله ریچاردسون تعیین می شود:

اجازه دهید شرایطی ایجاد کنیم که وقتی یک نیمه هادی، به عنوان مثال نوع n، با یک فلز تماس پیدا می کند، تابع کار ترمودینامیکی الکترون های فلز بیشتر از تابع کار ترمودینامیکی الکترون های نیمه هادی باشد. در چنین شرایطی، مطابق با معادله ریچاردسون، جریان انتشار ترمیونی از سطح نیمه هادی بیشتر از جریان انتشار گرمایی از سطح فلز خواهد بود:

در لحظه اولیه زمان، با تماس مواد نامبرده، جریان از نیمه هادی به فلز از جریان معکوس (از فلز به نیمه هادی) فراتر می رود، در نتیجه بارهای فضایی در نزدیکی شروع به تجمع می کنند. - نواحی سطحی هر دو نیمه هادی و فلز - مثبت در نیمه هادی و منفی در نیمه هادی. در منطقه تماس وجود خواهد داشت میدان الکتریکی، توسط این بارها تشکیل می شود و خم شدن باندهای انرژی صورت می گیرد.

تحت تأثیر میدان، تابع کار ترمودینامیکی برای نیمه هادی افزایش می یابد، و افزایش تا زمانی رخ می دهد که توابع کار ترمودینامیکی و جریان های انتشار ترمیونی مربوطه در رابطه با سطح در ناحیه تماس برابر شوند.

تصویر انتقال به حالت تعادل با تشکیل یک مانع پتانسیل برای یک نیمه هادی نوع p و یک فلز مشابه مثال در نظر گرفته شده با یک نیمه هادی نوع n و یک فلز است. نقش ولتاژ خارجی تنظیم ارتفاع مانع پتانسیل و شدت میدان الکتریکی در ناحیه بار فضایی نیمه هادی است.

شکل بالا نمودارهای نواری مراحل مختلف تشکیل سد شاتکی را نشان می دهد. تحت شرایط تعادلی در ناحیه تماس، جریان های انتشار ترمیونی تراز شده است و در نتیجه اثر میدان، یک مانع بالقوه ایجاد شده است که ارتفاع آن برابر است با اختلاف توابع کار ترمودینامیکی: φк = ФМе - Фп. /п.

بدیهی است که مشخصه جریان-ولتاژ برای مانع شاتکی نامتقارن است. در جهت رو به جلو، با افزایش ولتاژ اعمالی، جریان به صورت تصاعدی افزایش می یابد. در جهت مخالف، جریان به ولتاژ بستگی ندارد. در هر دو مورد، جریان به دلیل الکترون ها به عنوان حاملان بار اصلی است.

بنابراین دیودهای شاتکی سریع عمل می کنند، زیرا فرآیندهای انتشار و نوترکیبی را که به زمان بیشتری نیاز دارند حذف می کنند. وابستگی جریان به ولتاژ با تغییر در تعداد حامل ها همراه است، زیرا این حامل ها در فرآیند انتقال بار شرکت می کنند. ولتاژ خارجی تعداد الکترون هایی را که می توانند از یک طرف سد شاتکی به طرف دیگر حرکت کنند تغییر می دهد.

با توجه به تکنولوژی ساخت و بر اساس اصل کار شرح داده شده، دیودهای شاتکی دارای افت ولتاژ کم در جهت جلو هستند، به طور قابل توجهی کمتر از دیودهای سنتی p-n.

در اینجا، حتی یک جریان اولیه کوچک از طریق ناحیه تماس منجر به انتشار گرما می شود، که سپس به ظاهر حامل های جریان اضافی کمک می کند. در این مورد، هیچ تزریق حامل های شارژ اقلیت وجود ندارد.

بنابراین، دیودهای شاتکی ظرفیت انتشار ندارند، زیرا هیچ حامل اقلیت وجود ندارد، و در نتیجه، عملکرد بسیار بالا در مقایسه با دیودهای نیمه هادی است. نتیجه چیزی شبیه به اتصال p-n نامتقارن تیز است.

بنابراین، اول از همه، دیودهای شاتکی دیودهای مایکروویو برای اهداف مختلف هستند: آشکارساز، اختلاط، انتقال بهمن، پارامتریک، پالس، ضرب. دیودهای شاتکی را می توان به عنوان گیرنده تشعشع، کرنش سنج، آشکارساز تشعشع هسته ای، تعدیل کننده نور و در نهایت یکسو کننده جریان فرکانس بالا استفاده کرد.

تعیین دیود شاتکی در نمودارها

دیودهای شاتکی امروز

امروزه دیودهای شاتکی در دستگاه های الکترونیکی بسیار گسترده شده اند. در نمودارها آنها متفاوت از دیودهای معمولی نشان داده شده اند. اغلب می توانید دیودهای یکسو کننده دوگانه شاتکی را پیدا کنید که در یک بسته سه ترمینال معمولی برای کلیدهای برق ساخته شده اند. چنین طرح های دوتایی شامل دو دیود شاتکی در داخل هستند که توسط کاتد یا آند و اغلب توسط کاتد به هم متصل می شوند.

دیودهای موجود در مجموعه دارای پارامترهای بسیار مشابهی هستند، زیرا هر یک از این مجموعه ها در یک چرخه تکنولوژیکی تولید می شوند و در نتیجه شرایط دمای عملیاتی آنها یکسان است و قابلیت اطمینان آنها به ترتیب بالاتر است. افت ولتاژ رو به جلو بین 0.2 - 0.4 ولت همراه با سرعت بالا (چند نانوثانیه) از مزایای بدون شک دیودهای شاتکی نسبت به همتایان p-n خود هستند.

ویژگی افت ولتاژ پایین مانع شاتکی در دیودها در ولتاژهای اعمال شده تا 60 ولت خود را نشان می دهد، اگرچه عملکرد ثابت باقی می ماند. امروزه، دیودهای شاتکی نوع 25CTQ045 (برای ولتاژ تا 45 ولت، جریان تا 30 آمپر برای هر یک از یک جفت دیود در مجموعه) را می توان در بسیاری از موارد یافت. منابع پالسیمنابع تغذیه، جایی که به عنوان یکسو کننده برق برای جریان هایی با فرکانس تا چند صد کیلوهرتز عمل می کنند.

غیرممکن است که به موضوع کاستی های دیودهای شاتکی دست نزنید، البته آنها وجود دارند و دو مورد از آنها وجود دارد. اولاً، افزایش کوتاه مدت ولتاژ بحرانی فوراً به دیود آسیب می رساند. ثانیاً، دما به شدت بر حداکثر جریان معکوس تأثیر می گذارد. در دمای اتصال بسیار بالا، دیود حتی زمانی که با ولتاژ نامی کار می کند به سادگی می شکند.

هیچ یک از آماتورهای رادیویی نمی توانند بدون دیودهای شاتکی در تمرین خود انجام دهند. در اینجا می توانید محبوب ترین دیودها را یادداشت کنید: 1N5817، 1N5818، 1N5819، 1N5822، SK12، SK13، SK14. این دیودها در دو نسخه سرب و SMD موجود هستند. نکته اصلی که رادیو آماتورها برای آنها ارزش زیادی قائل هستند، عملکرد بالا و افت ولتاژ کم در محل اتصال - حداکثر 0.55 ولت - با قیمت پایین این قطعات است.

این یک برد مدار چاپی کمیاب است که دیودهای شاتکی برای هر منظوری ندارد. در جایی دیود شاتکی به عنوان یکسو کننده کم مصرف برای مدار بازخورد عمل می کند، در جایی به عنوان تثبیت کننده ولتاژ در سطح 0.3 - 0.4 ولت و در جایی یک آشکارساز است.

در جدول زیر می توانید پارامترهای رایج ترین دیودهای شاتکی کم مصرف امروزی را مشاهده کنید.

صفحه 1 از 3

همانطور که آمارهای فعلی در مورد خرابی منابع تغذیه سیستم مدرن نشان می دهد، بیشترین تعداد خطا در مدارهای ثانویه منابع تغذیه رخ می دهد. خرابی سوئیچ های ترانزیستور قدرت (معمولی ترین نقص در منابع تغذیه نسل های قبلی) امروزه بسیار نادر است، که نشان دهنده موفقیت هایی است که طی پنج سال گذشته توسط تولید کنندگان الکترونیک نیمه هادی قدرت به دست آمده است. یکی از مشکل سازترین اجزای منابع تغذیه مدرن، یکسو کننده های ثانویه مبتنی بر دیودهای شاتکی هستند که به دلیل جریان های خروجی زیاد منبع تغذیه است. این میزان شکست بالای دیودهای شاتکی بود که مبنایی برای ظهور این نشریه در صفحات مجله ما شد.

دیود شاتکی (به افتخار فیزیکدان آلمانی والتر شاتکی نامگذاری شده است) یک دیود نیمه هادی با افت ولتاژ کم در صورت اتصال مستقیم است. دیودهای شاتکی از یک اتصال فلز-نیمه هادی به عنوان مانع شاتکی (به جای اتصال pn مانند دیودهای معمولی) استفاده می کنند. ولتاژ معکوس مجاز دیودهای شاتکی تولید شده به صورت صنعتی به 250 ولت (MBR40250 و آنالوگ ها) محدود می شود؛ در عمل، بیشتر دیودهای شاتکی در مدارهای ولتاژ پایین با ولتاژ معکوس در حد چند و چند ده ولت استفاده می شود.

مزایای دیودهای شاتکی

در حالی که دیودهای سیلیکونی معمولی دارای یک افت ولتاژ رو به جلو در حدود 0.6 - 0.7 V هستند، استفاده از دیودهای شاتکی اجازه می دهد تا این مقدار به 0.2 - 0.4 V کاهش یابد. چنین افت ولتاژ رو به جلو پایین فقط برای دیودهای شاتکی با حداکثر ولتاژ معکوس مشخص می شود. از مرتبه ده ها ولت در ولتاژهای معکوس بالا، افت رو به جلو با دیودهای سیلیکونی قابل مقایسه است که استفاده از دیودهای شاتکی را به مدارهای ولتاژ پایین محدود می کند. به عنوان مثال، برای یک دیود برق شاتکی 30Q150 با حداکثر ولتاژ معکوس ممکن (150 ولت) در جریان رو به جلو 15 آمپر، افت ولتاژ در سطحی از 0.75 ولت (T = 125 درجه سانتیگراد) به 1.07 ولت (T) نرمال می شود. = -55 درجه سانتیگراد).

مانع Schottky همچنین دارای ظرفیت الکتریکی کمتری از اتصال است که باعث می شود فرکانس کاری دیود به میزان قابل توجهی افزایش یابد. این ویژگی در مدارهای مجتمع استفاده می شود، جایی که دیودهای شاتکی انتقال ترانزیستورهای عنصر منطقی را شنت می کنند. در الکترونیک قدرت، ظرفیت اتصال کم (یعنی زمان بازیابی کوتاه) اجازه می دهد تا یکسو کننده هایی ساخته شوند که در فرکانس های صدها کیلوهرتز و بالاتر کار کنند. به عنوان مثال، دیود MBR4015 (15 ولت، 40 آمپر) که برای یکسوسازی فرکانس بالا بهینه شده است، برای کار در dV/dt تا 1000 ولت بر ثانیه رتبه بندی شده است.

به دلیل ویژگی‌های زمان‌بندی بهتر و ظرفیت‌های کوچک اتصال، یکسو کننده‌های مبتنی بر دیودهای شاتکی از یکسو کننده‌های دیود سنتی در سطح نویز کاهش‌یافته متفاوت هستند، که باعث می‌شود آنها را برای استفاده در منابع تغذیه سوئیچینگ تجهیزات آنالوگ و دیجیتال ترجیح دهند.

معایب دیودهای شاتکی

اولاً، اگر برای مدت کوتاهی از حداکثر ولتاژ معکوس تجاوز شود، دیود شاتکی به طور غیر قابل برگشتی از کار می افتد، برخلاف دیودهای سیلیکونی که به حالت خرابی معکوس می روند و به شرطی که از حداکثر توان تلف شده روی دیود تجاوز نشود، پس از افت ولتاژ، دیود به طور کامل بازیابی می شود. خواص آن

ثانیاً، دیودهای شاتکی با افزایش جریان معکوس (نسبت به دیودهای سیلیکونی معمولی) مشخص می شوند که با افزایش دمای کریستال افزایش می یابد. برای 30Q150 بالا، جریان معکوس در حداکثر ولتاژ معکوس از 0.12 میلی آمپر در +25 درجه سانتی گراد تا 6.0 میلی آمپر در +125 درجه سانتی گراد متغیر است. برای دیودهای ولتاژ پایین در بسته‌های TO-220، جریان معکوس می‌تواند از صدها میلی‌آمپر تجاوز کند (MBR4015 - تا 600 میلی آمپر در +125 درجه سانتی‌گراد). تحت شرایط اتلاف حرارت نامطلوب، بازخورد گرمای مثبت در دیود شاتکی منجر به گرمای بیش از حد فاجعه‌بار آن می‌شود.

مشخصه جریان-ولتاژ مانع شاتکی (شکل 1) ظاهر نامتقارن مشخصی دارد. در ناحیه بایاس رو به جلو، جریان به صورت تصاعدی با افزایش ولتاژ اعمال شده افزایش می یابد. در ناحیه بایاس معکوس، جریان به ولتاژ بستگی ندارد. در هر دو مورد، با بایاس رو به جلو و معکوس، جریان در سد شاتکی به دلیل اکثر حامل های بار - الکترون ها است.

به همین دلیل، دیودهای مبتنی بر مانع شاتکی، دستگاه های سریع الاثر هستند، زیرا آنها فاقد فرآیندهای نوترکیبی و انتشار هستند. عدم تقارن مشخصات جریان-ولتاژسد شاتکی نمونه ای از سازه های مانع است. وابستگی جریان به ولتاژ در چنین سازه هایی به دلیل تغییر در تعداد حامل های شرکت کننده در فرآیندهای انتقال بار است. نقش ولتاژ خارجی تغییر تعداد الکترون هایی است که از یک قسمت از ساختار مانع به قسمت دیگر عبور می کنند.

دیودهای شاتکی در منابع تغذیه

در منابع تغذیه سیستم از دیودهای شاتکی برای یکسو کردن جریان کانال های +3.3 و 5+ ولت استفاده می شود و همانطور که مشخص است جریان خروجی این کانال ها به ده ها آمپر می رسد که نیاز به جدی گرفتن را در پی دارد. مسائل مربوط به عملکرد یکسو کننده و کاهش تلفات انرژی آنها. حل این مسائل می تواند کارایی منابع تغذیه را به میزان قابل توجهی افزایش دهد و قابلیت اطمینان ترانزیستورهای قدرت را در قسمت اولیه منبع تغذیه افزایش دهد.

بنابراین، برای کاهش تلفات سوئیچینگ دینامیکی و حذف حالت اتصال کوتاه در حین سوئیچینگ، در کانال های بالاترین جریان (3.3+ و 5+ ولت)، جایی که این تلفات بیشتر است، از دیودهای شاتکی به عنوان عناصر یکسو کننده استفاده می شود. استفاده از دیودهای شاتکی در این کانال ها به دلیل ملاحظات زیر است:

1) دیود شاتکی دستگاهی تقریباً بدون اینرسی با زمان بازیابی مقاومت معکوس بسیار کوتاه است که منجر به کاهش جریان ثانویه معکوس و کاهش جریان افزایش از طریق کلکتورهای ترانزیستورهای قدرت اولیه می شود. قسمت در لحظه سوئیچ دیود. این به میزان زیادی بار را کاهش می دهد ترانزیستورهای قدرت، و در نتیجه، قابلیت اطمینان منبع تغذیه را افزایش می دهد.

2) افت ولتاژ رو به جلو در سرتاسر دیود شوکی نیز بسیار ناچیز است که در مقدار جریان 15 تا 30 A افزایش قابل توجهی در کارایی ایجاد می کند.

از آنجایی که در منابع تغذیه مدرن، کانال ولتاژ +12 ولت نیز بسیار قدرتمند می شود، استفاده از دیودهای شاتکی در این کانال نیز تأثیر انرژی قابل توجهی خواهد داشت، اما استفاده از آنها در کانال +12 ولت غیر عملی است. این به این دلیل است که وقتی ولتاژ معکوس از 50 ولت تجاوز می کند (و در کانال +12 ولت ولتاژ معکوس می تواند به 60 ولت برسد)، دیودهای شاتکی شروع به تعویض ضعیف می کنند (جریان های نشتی معکوس خیلی طولانی و در عین حال قابل توجهی ایجاد می شود) که منجر به از بین رفتن تمام مزایای برنامه های آنها می شود. بنابراین از دیودهای پالس سیلیکونی با سرعت بالا در کانال +12 ولت استفاده می شود. اگرچه صنعت در حال حاضر دیودهای شاتکی را با ولتاژ معکوس بالا تولید می کند، استفاده از آنها در منابع تغذیه به دلایل مختلف از جمله دلایل اقتصادی نامناسب تلقی می شود. اما استثناهایی برای هر قاعده وجود دارد، بنابراین در منابع تغذیه فردی می توانید مجموعه های دیود Schottky را در کانال های +12 ولت پیدا کنید.

در منابع تغذیه سیستم مدرن برای رایانه ها، دیودهای شاتکی معمولاً مجموعه دیودهای دو دیود (نیمه پل دیود) هستند که به وضوح تولید و فشرده بودن منابع تغذیه را افزایش می دهد و همچنین شرایط خنک کننده دیودها را بهبود می بخشد. استفاده از دیودهای جداگانه (شکل 2) به جای مجموعه های دیود، اکنون نشانگر یک منبع تغذیه با کیفیت پایین است.

مجموعه های دیود عمدتاً در سه نوع بسته تولید می شوند (شکل 3):

TO-220 (مجموعه های کم قدرت با جریان عملیاتی تا 20 A، گاهی اوقات تا 25-30 A)؛

TO-247 (مجموعه های قوی تر با جریان عملیاتی 30 - 40 A)؛

TO-3P (مجموعه های قدرتمند).

مدار الکتریکی و پین اوت مجموعه دیود شاتکی در (شکل 4) نشان داده شده است.

مشخصات الکتریکی مجموعه های دیود که بیشتر در منابع تغذیه سیستم مدرن استفاده می شود در جدول ارائه شده است. 1.

قابلیت تعویض مجموعه های دیود بر اساس ویژگی های آنها تعیین می شود. به طور طبیعی، اگر استفاده از آن غیرممکن باشد مونتاژ دیودبا همان مشخصات، بهتر است آن را با دستگاهی با مقادیر جریان و ولتاژ بالاتر جایگزین کنید. در غیر این صورت، تضمین عملکرد پایدار منبع تغذیه غیرممکن خواهد بود. مواردی وجود دارد که تولید کنندگان از مجموعه های دیود در منابع تغذیه خود با ذخیره توان قابل توجهی استفاده می کنند (اگرچه اغلب ما وضعیت معکوس را مشاهده می کنیم) و در حین تعمیر می توان دستگاهی با مقادیر جریان یا ولتاژ پایین تر نصب کرد. با این حال، با چنین جایگزینی، لازم است ویژگی های منبع تغذیه و بار آن به دقت تجزیه و تحلیل شود و تمام مسئولیت عواقب چنین اصلاحی، به طور طبیعی، بر دوش متخصصی است که تعمیر را انجام می دهد.

تجلی عیوب در دیودهای شاتکی

همانطور که قبلا ذکر شد، شکست دیودهای شاتکی یکی از مشکلات اصلی منابع تغذیه مدرن است. بنابراین از چه علائم اولیه ای می توان برای تعیین احتمالی نقص آنها استفاده کرد؟ چندین چنین نشانه وجود دارد.

در مرحله اول، در صورت خرابی و نشت دیودهای یکسو کننده ثانویه، به عنوان یک قاعده، حفاظت فعال می شود و منبع تغذیه شروع نمی شود. این می تواند خود را به روش های مختلف نشان دهد:

1) هنگامی که منبع تغذیه روشن می شود، فن "پیچ می شود"، یعنی چندین چرخش می کند و متوقف می شود. پس از این، ولتاژهای خروجی به طور کامل وجود ندارد، یعنی منبع تغذیه مسدود شده است.

2) پس از روشن کردن منبع تغذیه، فن به طور مداوم "منقبض" می شود، امواج ولتاژ را می توان در خروجی های منبع تغذیه مشاهده کرد، یعنی حفاظت به طور دوره ای فعال می شود، اما منبع تغذیه به طور کامل مسدود نشده است.

3) نشانه خرابی دیودهای شاتکی گرمایش بسیار قوی رادیاتور ثانویه ای است که روی آن نصب شده است.

4) نشانه نشت دیودهای شاتکی ممکن است خاموش شدن خود به خود منبع تغذیه و در نتیجه رایانه هنگام افزایش بار (به عنوان مثال هنگام اجرای برنامه هایی که بار پردازنده 100٪ را تضمین می کنند) و همچنین عدم توانایی در راه اندازی باشد. کامپیوتر پس از "ارتقا"، اگرچه قدرت منبع تغذیه کافی است.

علاوه بر این، باید توجه داشت که در منابع تغذیه با طراحی مدار ضعیف و نامناسب، نشتی دیودهای یکسو کننده منجر به اضافه بار مدار اولیه و افزایش جریان از طریق ترانزیستورهای قدرت می شود که می تواند باعث خرابی آنها شود. بنابراین، یک رویکرد حرفه ای برای تعمیر منابع تغذیه، هر بار که ترانزیستور-سوئیچ های برق قسمت اصلی منبع تغذیه جایگزین می شوند، دیودهای یکسو کننده ثانویه را بررسی اجباری می کند.

تشخیص دیودهای شاتکی

بررسی و تشخیص دقیق دیودهای شاتکی، در عمل، کار بسیار دشواری است، زیرا بسیاری از موارد در اینجا با نوع استفاده تعیین می شود. ابزار اندازه گیریو تجربه اندازه‌گیری‌های مشابه، اگرچه تعیین خرابی معمول یک یا دو دیود از مجموعه دیود شاتکی چندان دشوار نیست. برای انجام این کار، باید مجموعه دیود را لحیم کنید و هر دو دیود را با یک تستر مطابق نمودار در شکل بررسی کنید. 5. برای چنین تشخیصی، تستر باید روی حالت تست دیود تنظیم شود. یک دیود معیوب در هر دو جهت مقاومت یکسانی را نشان می دهد (معمولاً بسیار کوچک، یعنی اتصال کوتاه را نشان می دهد)، که نشان دهنده نامناسب بودن آن برای استفاده بیشتر است. با این حال، خرابی آشکار مجموعه های دیود در عمل بسیار بسیار نادر است.

برنج. 5

اساسا، شما باید با نشت (و اغلب نشت حرارتی) دیودهای شاتکی مقابله کنید. اما نشتی را نمی توان از این طریق تشخیص داد. هنگامی که با یک تستر در حالت "دیود" آزمایش می شود، یک دیود "نشتی" در اکثر موارد کاملاً عملیاتی است. دقت تشخیصی تضمین شده، به نظر ما، تنها با جایگزینی دیود با یک دستگاه مشابه شناخته شده قابل دستیابی است.

اما با این حال، می توانید سعی کنید یک دیود "مشکوک" را با استفاده از تکنیکی که شامل اندازه گیری مقاومت اتصال معکوس آن است، شناسایی کنید. برای این کار از حالت تست دیود استفاده نمی کنیم، بلکه از یک اهم متر معمولی استفاده می کنیم.

توجه! هنگام استفاده از این تکنیک، باید به خاطر داشت که آزمایش کننده های مختلف ممکن است قرائت های متفاوتی را ارائه دهند، که با تفاوت در خود آزمایش کننده ها توضیح داده می شود.

بنابراین، حد اندازه گیری را روی یک مقدار قرار می دهیم و مقاومت معکوس دیود را اندازه گیری می کنیم (شکل 6). همانطور که تمرین نشان می دهد، دیودهای قابل سرویس در این حد اندازه گیری باید مقاومت بی نهایت بالایی از خود نشان دهند.

اگر اندازه گیری مقداری مقاومت معمولاً کوچک (2-10 کیلو اهم) را نشان داد، چنین دیودی را می توان "بسیار مشکوک" در نظر گرفت و بهتر است آن را جایگزین کنید یا حداقل با استفاده از روش جایگزینی آن را بررسی کنید. اگر حد اندازه گیری را بررسی کنید، حتی دیودهای قابل تعمیر می توانند مقاومت بسیار کمی در جهت مخالف (واحدها و ده ها کیلو اهم) نشان دهند، به همین دلیل است که توصیه می شود از حد استفاده کنید. به طور طبیعی، در محدوده های اندازه گیری بزرگ (2 MΩ، 20 MΩ، و غیره)، حتی یک دیود کاملاً قابل استفاده نیز کاملاً باز می شود، زیرا اتصال p-n آن ولتاژ معکوس بسیار بالا (برای دیودهای شاتکی) اعمال می شود. در حد، می توانید با استفاده از روش مقایسه ای بررسی کنید، یعنی یک دیود با عملکرد تضمینی بگیرید، مقاومت معکوس آن را اندازه گیری کنید و آن را با مقاومت دیود مورد آزمایش مقایسه کنید. تفاوت های قابل توجه در این اندازه گیری ها نیاز به تعویض مجموعه دیود را نشان می دهد.

گاهی اوقات شرایطی وجود دارد که تنها یکی از دیودهای مونتاژ خراب می شود. در این حالت، با مقایسه مقاومت معکوس دو دیود از یک مجموعه، عیب نیز به راحتی شناسایی می شود. دیودهای یک مجموعه باید مقاومت یکسانی داشته باشند.

روش پیشنهادی را می توان با آزمایش پایداری حرارتی نیز تکمیل کرد. ماهیت این چک به شرح زیر است. در لحظه ای که مقاومت اتصال معکوس در حد اندازه گیری بررسی می شود (به پاراگراف قبلی مراجعه کنید)، لازم است که تماس های مجموعه دیود را با یک آهن لحیم کاری گرم شده لمس کنید و در نتیجه کریستال آن را گرم کنید. یک مجموعه دیود معیوب تقریباً بلافاصله شروع به شناور شدن می کند، یعنی مقاومت معکوس آن بسیار سریع شروع به کاهش می کند، در حالی که یک مجموعه دیود قابل تعمیر مقاومت معکوس را در یک مقدار بی نهایت زیاد برای مدت طولانی حفظ می کند. این بررسی بسیار مهم است، زیرا در حین کار، مجموعه دیود بسیار داغ می شود (بیهوده نیست که روی رادیاتور قرار می گیرد) و به دلیل گرم شدن، ویژگی های آن را تغییر می دهد. تکنیک در نظر گرفته شده آزمایشی از پایداری ویژگی های دیودهای شاتکی در برابر نوسانات دما ارائه می دهد، زیرا افزایش دمای محفظه به 100 یا 125 درجه سانتی گراد، مقدار جریان نشتی معکوس را صد برابر افزایش می دهد (به داده ها در جدول 1 مراجعه کنید).

این روشی است که می‌توانید سعی کنید دیود شاتکی را بررسی کنید، اما روش‌های پیشنهادی نباید مورد سوء استفاده قرار گیرند، یعنی نباید آزمایش‌ها را در حد اندازه‌گیری مقاومت بسیار بالا انجام دهید و دیود را بیش از حد گرم کنید، زیرا از نظر تئوری، همه اینها می‌تواند منجر به آسیب به دیود

علاوه بر این، به دلیل احتمال خرابی دیودهای شاتکی تحت تأثیر دما، لازم است به شدت به تمام شرایط لحیم کاری توصیه شده (شرایط دما و زمان لحیم کاری) پایبند باشید. اگرچه ما باید به تولید کنندگان دیود ادای احترام کنیم، زیرا بسیاری از آنها به این نتیجه رسیده اند که نصب مجموعه ها را می توان در دمای بالای 250 درجه سانتیگراد به مدت 10 ثانیه انجام داد.

به خانواده بزرگ دیودهای نیمه هادی که به نام دانشمندانی که این اثر غیرعادی را کشف کرده اند، نامگذاری شده است، می توانیم یکی دیگر را اضافه کنیم. این دیود شاتکی است.

فیزیکدان آلمانی، والتر شوتکا، به اصطلاح اثر مانعی را که با فناوری خاصی برای ایجاد یک انتقال فلز-نیمه هادی رخ می دهد، کشف و مطالعه کرد.

ویژگی اصلی دیود شاتکی این است که بر خلاف دیودهای معمولی، پایه p-nانتقال، در اینجا از اتصال فلز-نیمه هادی استفاده می شود که به آن مانع شاتکی نیز می گویند. این مانع، درست مانند اتصال pn نیمه هادی، دارای خاصیت هدایت الکتریکی یک طرفه و تعدادی ویژگی متمایز است.

مواد مورد استفاده برای ساخت دیودهای مانع شاتکی عمدتاً سیلیکون (Si) و آرسنید گالیم (GaAs) و همچنین فلزاتی مانند طلا، نقره، پلاتین، پالادیوم و تنگستن هستند.

بر نمودارهای مداریک دیود شاتکی به این صورت به تصویر کشیده شده است.

همانطور که می بینید، تصویر آن تا حدودی با تعیین یک دیود نیمه هادی معمولی متفاوت است.

علاوه بر این نامگذاری، در نمودارها می توانید تصویری از یک دیود دوگانه شاتکی (مجموعه) را نیز بیابید.

دیود دوگانه دو دیود است که در یک محفظه مشترک نصب شده اند. پایانه های کاتد یا آند آنها با هم ترکیب می شوند. بنابراین، چنین مجموعه ای، به عنوان یک قاعده، دارای سه خروجی است. منابع تغذیه سوئیچینگ معمولاً از مجموعه های کاتدی معمولی استفاده می کنند.

از آنجایی که دو دیود در یک محفظه قرار می گیرند و در یک واحد ساخته می شوند فرآیند تکنولوژیکی، سپس پارامترهای آنها بسیار نزدیک است. از آنجایی که آنها در یک محفظه قرار می گیرند، شرایط دمایی آنها یکسان است. این باعث افزایش قابلیت اطمینان و عمر مفید عنصر می شود.

دیودهای شاتکی دو ویژگی مثبت دارند: افت ولتاژ رو به جلو بسیار کم (0.2-0.4 ولت) در محل اتصال و عملکرد بسیار بالا.

متأسفانه، چنین افت ولتاژ کوچکی زمانی رخ می دهد که ولتاژ اعمال شده بیشتر از 50-60 ولت نباشد. با افزایش بیشتر، دیود شاتکی مانند یک دیود یکسو کننده سیلیکونی معمولی رفتار می کند. حداکثر ولتاژ معکوس برای Schottky معمولاً از 250 ولت تجاوز نمی کند، اگرچه در فروش می توانید نمونه هایی با 1.2 کیلو ولت (VS-10ETS12-M3) پیدا کنید.

بنابراین، دیود شاتکی دوگانه (یکسو کننده شاتکی) 60CPQ150طراحی شده برای حداکثر ولتاژ معکوس 150 ولت و هر یک از دیودهای مجموعه قادر به عبور 30 آمپر در اتصال مستقیم است!

شما همچنین می توانید نمونه هایی را پیدا کنید که جریان یکسویه نیم چرخه آنها حداکثر به 400A برسد! یک نمونه مدل VS-400CNQ045 است.

اغلب، در نمودارهای مدار، نمایش گرافیکی پیچیده کاتد به سادگی حذف می شود و دیود شاتکی به عنوان یک دیود معمولی نشان داده می شود. و نوع عنصر استفاده شده در مشخصات مشخص شده است.

معایب دیودهای دارای مانع شاتکی شامل این واقعیت است که حتی اگر برای مدت کوتاهی از ولتاژ معکوس فراتر رود، آنها فوراً از کار می افتند و مهمتر از همه، به طور غیر قابل برگشت. در حالی که شیرهای برق سیلیکونی، پس از توقف ولتاژ اضافی، کاملاً خود ترمیم می شوند و به کار خود ادامه می دهند. علاوه بر این، جریان معکوس دیودها بسیار به دمای محل اتصال بستگی دارد. در یک جریان معکوس زیاد، شکست حرارتی رخ می دهد.

علاوه بر سرعت بالا و در نتیجه زمان بازیابی کوتاه، ویژگی های مثبت دیودهای شاتکی شامل ظرفیت اتصال کوچک (موانع) است که به شما امکان می دهد فرکانس کاری را افزایش دهید. این به آنها اجازه می دهد تا در یکسو کننده های پالس در فرکانس های صدها کیلوهرتز استفاده شوند. بسیاری از دیودهای شاتکی کاربرد خود را در میکروالکترونیک یکپارچه پیدا می کنند. دیودهای شاتکی ساخته شده با استفاده از فناوری نانو در مدارهای مجتمع گنجانده شده اند، جایی که اتصالات ترانزیستور را برای بهبود عملکرد دور می زنند.

دیودهای شاتکی از سری 1N581x (1N5817، 1N5818، 1N5819) در تمرین رادیویی آماتور ریشه گرفته اند. همه آنها برای حداکثر جریان رو به جلو طراحی شده اند ( I F(AV)) – 1 آمپر و ولتاژ معکوس ( V RRM) از 20 تا 40 ولت. افت ولتاژ ( V F) در محل اتصال از 0.45 تا 0.55 ولت است. همانطور که قبلا ذکر شد، افت ولتاژ رو به جلو ( افت ولتاژ رو به جلو) برای دیودهای دارای مانع شاتکی بسیار کوچک است.

یکی دیگر از عناصر نسبتاً شناخته شده 1N5822 است. برای جریان رو به جلو 3 آمپر طراحی شده است و در محفظه DO-201AD قرار دارد.

همچنین در بردهای مدار چاپیمی توانید دیودهای سری SK12 - SK16 را برای نصب روی سطح پیدا کنید. اندازه آنها بسیار کوچک است. با وجود این، SK12-SK16 می تواند جریان رو به جلو تا 1 آمپر را در ولتاژ معکوس 20 تا 60 ولت تحمل کند. افت ولتاژ پیشرو 0.55 ولت (برای SK12، SK13، SK14) و 0.7 ولت (برای SK15، SK16) است. همچنین در عمل می توانید دیودهای سری SK32 - SK310 را پیدا کنید، به عنوان مثال، SK36که برای جریان مستقیم 3 آمپر طراحی شده است.

کاربرد دیودهای شاتکی در منابع تغذیه

دیودهای شاتکی به طور فعال در منابع تغذیه کامپیوتر و تثبیت کننده های ولتاژ سوئیچینگ استفاده می شود. در بین ولتاژهای تغذیه کم ولتاژ، بیشترین جریان (ده ها آمپر) 3.3+ ولت و 5.0+ ولت است. در این منابع تغذیه ثانویه است که از دیودهای مانع شاتکی استفاده می شود. اغلب از مجموعه های سه ترمینال با یک کاتد مشترک استفاده می شود. استفاده از مجموعه هاست که می توان آن را نشانه ای از منبع تغذیه با کیفیت و تکنولوژیکی پیشرفته دانست.

خرابی دیودهای شاتکی یکی از رایج ترین خطاها در سوئیچینگ منابع تغذیه است. می تواند دو حالت "مرده" داشته باشد: خرابی الکتریکی خالص و نشتی. اگر یکی از این شرایط وجود داشته باشد، منبع تغذیه رایانه با فعال شدن محافظت مسدود می شود. اما این می تواند به روش های مختلف اتفاق بیفتد.

در حالت اول، تمام تنش های ثانویه وجود ندارند. محافظ منبع تغذیه را مسدود کرده است. در حالت دوم، فن "انقباض" می شود و موج های ولتاژ به طور دوره ای ظاهر می شوند و سپس در خروجی منابع تغذیه ناپدید می شوند.

یعنی مدار حفاظتی به صورت دوره ای راه اندازی می شود، اما منبع تغذیه به طور کامل مسدود نشده است. دیودهای شاتکی در صورتی که رادیاتوری که روی آن نصب می شود بسیار داغ باشد تا زمانی که بوی نامطبوع ظاهر شود، تضمین می شود. و آخرین گزینه تشخیصی مربوط به نشت است: هنگامی که بار پردازنده مرکزی در حالت چندبرنامه افزایش می یابد، منبع تغذیه به طور خود به خود خاموش می شود.

باید در نظر داشت که هنگام تعمیر حرفه ای منبع تغذیه، پس از تعویض دیودهای ثانویه، به خصوص با نشتی مشکوک، باید تمام ترانزیستورهای برق را که عملکرد کلیدها را انجام می دهند بررسی کنید و بالعکس: پس از تعویض ترانزیستورهای کلید، بررسی دیودهای ثانویه یک رویه اجباری همیشه باید با این اصل هدایت شود: مشکل به تنهایی به وجود نمی آید.

بررسی دیودهای شاتکی با مولتی متر

می توانید دیود شاتکی را با استفاده از یک مولتی متر تجاری بررسی کنید. این تکنیک مانند آزمایش دیود نیمه هادی معمولی است اتصال p-n. اما در اینجا نیز مشکلاتی وجود دارد. آزمایش دیود نشتی به ویژه دشوار است. اول از همه، برای بررسی دقیق تر، المنت باید از مدار خارج شود. تعیین یک دیود کاملاً شکسته بسیار آسان است. در تمام محدوده های اندازه گیری مقاومت، عنصر معیوب دارای مقاومت بی نهایت کوچک، هم در اتصال رو به جلو و هم در اتصال معکوس خواهد بود. این معادل یک اتصال کوتاه است.

بررسی یک دیود مشکوک به "نشتی" دشوارتر است. اگر با یک مولتی متر DT-830 در حالت "دیود" بررسی کنیم، یک عنصر کاملاً قابل سرویس را مشاهده خواهیم کرد. می توانید مقاومت معکوس آن را با استفاده از اهم متر اندازه گیری کنید. در حد "20 کیلو اهم"، مقاومت معکوس به صورت بی نهایت بزرگ تعریف می شود. اگر دستگاه حداقل مقاومتی، مثلاً 3 کیلو اهم از خود نشان دهد، این دیود باید مشکوک در نظر گرفته شود و با دیود خوب شناخته شده جایگزین شود. جایگزینی کامل دیودهای شاتکی در گذرگاه های برق +3.3 ولت و + 5.0 ولت می تواند تضمینی 100% ارائه دهد.

دیودهای شاتکی در کجای دیگر در الکترونیک استفاده می شوند؟ آنها را می توان در دستگاه های نسبتاً عجیب و غریب، مانند گیرنده های تابش آلفا و بتا، آشکارسازهای تشعشعات نوترونی، و اخیراً پانل هایی در اتصالات مانع شاتکی مونتاژ شده است، یافت. پنل های خورشیدی. بنابراین، آنها همچنین برق فضاپیماها را تامین می کنند.

مهندسی برق و رادیو الکترونیک مملو از مفاهیم بسیاری است که یکی از آنها دیود شاتکی است که در مدارهای الکتریکی متعددی استفاده می شود. بسیاری از مردم در مورد اینکه دیود شاتکی چیست، چگونه در نمودارها نشان داده شده است و همچنین اصل عملکرد دیود شاتکی سوال می پرسند.

اطلاعات عمومی و اصل عملیات

دیود شاتکی محصول نیمه هادی دیودی است که با اتصال مستقیم به مدار، کاهش ولتاژ کمی ایجاد می کند. این عنصر از فلز و نیمه هادی تشکیل شده است. این دیود به افتخار فیزیکدان آزمایشی معروف آلمانی W. Schottky که آن را در سال 1938 قرن بیستم اختراع کرد، نامگذاری شده است.

در صنعت، از چنین دیودی با ولتاژ معکوس محدود استفاده می شود - تا 250 ولت، اما در عمل، برای مصارف خانگی، برای جلوگیری از جریان جریان در جهت مخالف، عمدتا از گزینه های ولتاژ پایین - 3-10 ولت استفاده می شود.

دیودهای شاتکی را می توان با توجه به ویژگی های قدرت به 3 کلاس تقسیم کرد:

قدرت بالا؛
قدرت متوسط؛
کم قدرت.

دیود مانع شاتکی (نام دقیق تر محصول) شامل یک هادی با فلز است که برای تماس، یک حلقه محافظ و غیرفعال کردن شیشه استفاده می شود.

در لحظه ای که جریان از مدار الکتریکی عبور می کند، بارهای منفی و مثبت در قسمت های مختلف بدن در سراسر ناحیه سد نیمه هادی و روی حلقه محافظ جمع می شود که منجر به پیدایش میدان الکتریکی و آزاد شدن آن می شود. انرژی حرارتی - این یک مزیت بزرگ دیود برای بسیاری از آزمایشات فیزیکی است.

مجموعه های دیودی از این نوع را می توان در چندین نوع تولید کرد:

دیودهای شاتکی با آند مشترک؛
محصولات دیود دارای خروجی از یک کاتد مشترک.
دیودهای مونتاژ شده بر اساس مدار دوبرابر.

مشخصات فنی اصلاحات محبوب دیودهای شاتکی

نام	حد معکوس پیک ولتاژ	محدود کردن جریان یکسو کننده		اوج جریان الکتریکی رو به جلو	جریان معکوس را محدود کنید	ولتاژ رو به جلو را محدود کنید
واحد اندازه گیری ها	که در	آ	سیستم عامل	آ	μA	که در
1N5817	20	1	90	25	1	0,45
1N5818	30	1	90	25	1	0,55
1N5819	40	1	90	25	1	0,6
1N5821	30	3	95	80	2	0,5
1N5822	40	3	95	80	2	0.525

تفاوت با سایر نیمه هادی ها

دیودهای شاتکی با سایر محصولات دیودی متفاوت هستند زیرا دارای یک مانع به شکل انتقال هستند - نیمه هادی فلزی که با هدایت الکتریکی یک طرفه مشخص می شود. فلز موجود در آنها می تواند سیلیکون، آرسنید گالیم باشد و کمتر از ترکیبات ژرمانیوم، تنگستن، طلا، پلاتین و غیره استفاده می شود.

عملکرد این قطعه الکترونیکی کاملاً به فلز انتخاب شده بستگی دارد. سیلیکون اغلب در چنین طرح هایی یافت می شود، زیرا قابل اعتمادتر است و عملکرد عالی در قدرت های بالا دارد. از ترکیبات گالیم و آرسنیک و ژرمانیوم نیز می توان استفاده کرد. تکنولوژی تولید این محصول الکترونیکی ساده است که نتیجه آن ارزان بودن آن است.

محصول شاتکی با عملکرد پایدارتر در هنگام اعمال جریان الکتریکی نسبت به سایر انواع دیودهای نیمه هادی مشخص می شود. این به این دلیل به دست می آید که تشکیلات کریستالی خاصی به بدن آن وارد می شود.

مزایا و معایب

دیودهایی که در بالا توضیح داده شد دارای مزایایی هستند که به شرح زیر است:

جریان الکتریکی کاملاً در مدار وجود دارد.
ظرفیت کوچک مانع شاتکی باعث افزایش طول عمر محصول می شود.
افت ولتاژ کم؛
سرعت در مدار الکتریکی

مهمترین ایراد قطعه جریان معکوس عظیم است که حتی اگر این نشانگر چندین واحد پرش کند منجر به خرابی دیود می شود.

توجه داشته باشید!هنگام کار کردن یک عنصر الکتریکی شاتکی در مدارهایی با جریان الکتریکی قوی در شرایط تبادل حرارت نامطلوب، یک شکست حرارتی رخ می دهد.

دیود شاتکی: تعیین و علامت گذاری

یک دیود شاتکی در مدارهای الکتریکی تقریباً دقیقاً مشابه نیمه هادی های معمولی است، اما با برخی ویژگی ها.

شایان ذکر است که نسخه های دوگانه دیود شاتکی نیز ممکن است در نمودارها یافت شوند. این طرح شامل دو دیود متصل در یک محفظه مشترک است که دارای کاتد یا آند لحیم کاری شده است که منجر به تشکیل سه پایانه می شود.

علامت گذاری چنین عناصری به شکل حروف و نمادها به کناره چسبانده می شود. هر تولید کننده به روش خاص خود، اما با رعایت استانداردهای بین المللی مشخص، محصولات خود را برچسب گذاری می کند.

مهم!اگر علامت الفبایی روی بدنه دیود مشخص نیست، توصیه می شود به توضیحات کتاب مرجع مهندسی رادیو نگاه کنید.

منطقه برنامه

استفاده از ساختارهای دیودی با مانع شاتکی را می توان در بسیاری از دستگاه ها و سازه های الکتریکی یافت. آنها اغلب در مدارهای الکتریکی در تکنیک های زیر استفاده می شوند:

لوازم برقی برای خانه و کامپیوتر؛
منابع تغذیه انواع مختلفو تثبیت کننده های ولتاژ؛
تلویزیون و تجهیزات رادیویی؛
ترانزیستورها و باتری هایی که با انرژی خورشیدی کار می کنند.
سایر لوازم الکترونیکی

چنین طیف گسترده ای از کاربردها به این دلیل است که چنین عنصر الکتریکی راندمان و عملکرد محصول نهایی را تا حد زیادی افزایش می دهد، مقاومت معکوس جریان الکتریکی را بازیابی می کند، آن را در شبکه الکتریکی حفظ می کند، تعداد تلفات را کاهش می دهد. دینامیک ولتاژ الکتریکی و همچنین انواع مختلفی از تشعشعات را جذب می کند.

تشخیص دیودهای شاتکی

بررسی قابلیت سرویس المنت الکتریکی Schottky دشوار نیست، اما مدتی طول می کشد. برای تشخیص نقص عملکرد، باید موارد زیر را انجام دهید:

لازم است ابتدا عنصر مورد نظر را از مدار الکتریکی یا پل دیود حذف کنید.
انجام یک بازرسی بصری برای آسیب های مکانیکی احتمالی، آثار شیمیایی و سایر واکنش ها.
دیود را با تستر یا مولتی متر بررسی کنید.
اگر آزمایش با یک مولتی متر انجام شود، پس از روشن کردن آن، لازم است پروب ها را به انتهای کاتد و آند ببرید، در نتیجه دستگاه ولتاژ واقعی مجموعه دیود را نمایش می دهد.

مهم!هنگام انجام آزمایش با مولتی متر، باید جریان الکتریکی را که معمولاً در کنار محصول نشان داده می شود، در نظر بگیرید.

نتیجه این مراحل ساده تعیین وضعیت فنی نیمه هادی خواهد بود. دیود ممکن است به دلایل زیر معیوب شود:

هنگامی که سوراخ ها رخ می دهد، عنصر شاتکی از نگه داشتن جریان الکتریکی متوقف می شود و بر این اساس از یک نیمه هادی به یک هادی تبدیل می شود.
هنگامی که یک شکست در پل دیود یا خود عنصر دیود رخ می دهد، جریان الکتریکی به طور کلی متوقف می شود.

شایان ذکر است که در چنین حوادثی نه دود و نه بوی سوختگی قابل مشاهده نخواهد بود، بنابراین تمام دیودها باید بررسی شوند و بهتر است با کارگاه های تخصصی تماس بگیرید.

دیود شاتکی یک عنصر ساده و بی تکلف است، اما در عین حال یک عنصر بسیار ضروری در الکترونیک مدرن است، زیرا به لطف آن است که می توان از عملکرد بی وقفه بسیاری از دستگاه ها و محصولات فنی اطمینان حاصل کرد.

ویدئو

دیود نیمه هادی که از اثر مانع به عنوان اصل عملکرد خود استفاده می کند، نام دانشمند آلمانی توصیف کننده آن، والتر شاتکی را یدک می کشد.

مهم!اثر مانع تأثیر جدی بار کل فضایی بر توسعه تخلیه در یک شکاف با میدان شدیدا ناهموار است.

اطلاعات تکمیلی.دیود چیست - یک عنصر الکترونیکی با توانایی نابرابر هدایت برقبسته به جهت آن است.

دیود شاتکی: اصل کار

شیر شاتکی با نوع کلاسیک تفاوت دارد زیرا اساس عملکرد آن یک جفت نیمه هادی-فلز است. این جفت اغلب به عنوان مانع شاتکی شناخته می شود. این مانع علاوه بر قابلیت هدایت الکتریسیته در یک جهت مشابه اتصال pn دارای چندین ویژگی مفید است.

آرسنید گالیم و سیلیکون تامین کنندگان اصلی مواد برای تولید عناصر الکترونیکی در شرایط صنعتی هستند. در موارد نادرتر، از عناصر شیمیایی گرانبها استفاده می شود: پلاتین، پالادیوم و موارد مشابه.

بیان شرطی گرافیکی آن در مدارهای الکتریکی با دیودهای کلاسیک منطبق نیست. علامت گذاری قطعات الکترونیکی مشابه است. همچنین دیودهای دوتایی به شکل مونتاژ وجود دارد.

مهم!دیود دوتایی یک جفت دیود است که در یک حجم مشترک ترکیب شده اند.

دیود مانع دوگانه شاتکی

برای شیرهای دوگانه، خروجی کاتدها یا آندها با هم ترکیب می شوند. نتیجه این است که چنین محصولی دارای سه انتهای است. به عنوان مثال، مجموعه های کاتد معمولی، در جایی کار می کنند بلوک های ضربه ایتغذیه. دیودهای شاتکی با آند مشترک بسیار کمتر مورد استفاده قرار می گیرند.

دیودها در یک محفظه قرار دارند و از فناوری تولید یکسانی برای ساخت خود استفاده می کنند، بنابراین از نظر مجموعه پارامترهای خود مانند برادران دوقلو هستند. دمای عملکرد آنها نیز یکسان است، زیرا ... در یک فضای مشترک هستند. این خاصیت به دلیل از دست دادن کارایی نیاز به تعویض آنها را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.

مهمترین ویژگی متمایز دریچه های مورد بررسی افت ولتاژ رو به جلو (تا 0.4 ولت) در لحظه انتقال و زمان پاسخ بالا است.

با این حال، افت ولتاژ ذکر شده دارای محدوده باریکی از ولتاژ اعمال شده است - نه بیشتر از 60 ولت. و این مقدار خود کوچک است، که محدوده نسبتاً باریکی از کاربردها را برای این دیودها تعیین می کند. اگر ولتاژ از مقدار مشخص شده بیشتر شود، اثر مانع از بین می رود و دیود در حالت عادی شروع به کار می کند. دیود یکسو کننده. ولتاژ معکوس برای اکثر آنها از 250 ولت فراتر نمی رود، با این حال، نمونه هایی با ولتاژ معکوس 1.2 کیلو ولت وجود دارد.

هنگام طراحی مدارهای الکتریکی، طراحان اغلب دیود شاتکی را به صورت گرافیکی روی نمودارهای مدار برجسته نمی کنند، اما در مشخصات سفارش، کاربرد آن را نشان می دهند و نوع آن را مشخص می کنند. بنابراین، هنگام سفارش تجهیزات، باید به این موضوع توجه زیادی داشته باشید.

در میان ناراحتی های کار با شیرهای دارای مانع شاتکی، لازم است به "لطافت" شدید و عدم تحمل آنها به کوچکترین، حتی بسیار کوتاه مدت، بیش از حد ولتاژ معکوس توجه شود. در این مورد، آنها به سادگی از کار می افتند و دیگر بازسازی نمی شوند، که در مقایسه با دیودهای سیلیکونی، به نفع آنها نیست، زیرا دومی دارای خاصیت خود درمانی هستند، پس از آن می توانند بدون نیاز به جایگزینی، به طور معمول به کار خود ادامه دهند. همچنین نباید فراموش کنیم که جریان معکوس در آنها به شدت به درجه انتقال بستگی دارد. اگر جریان معکوس قابل توجهی ظاهر شود، نمی توان از خرابی جلوگیری کرد.

افزایش فرکانس کاری به دلیل ظرفیت گذرا کم و دوره بازیابی کوتاه به دلیل عملکرد بالا، ویژگی‌های مثبتی هستند که به این دیودها اجازه می‌دهند، برای مثال، توسط آماتورهای رادیویی استفاده شوند. آنها همچنین در فرکانس هایی که به چند صد کیلوهرتز می رسند، به عنوان مثال، در یکسو کننده های پالسی استفاده می شوند. تعداد زیادی از دیودهای تولید شده در میکروالکترونیک استفاده می شود. سطح کنونی توسعه علم و صنعت امکان استفاده از فناوری نانو را در فرآیند تولید شیرآلات با مانع شاتکی فراهم می کند. دریچه های ایجاد شده در این روش برای شنت ترانزیستورها استفاده می شوند. این راه حل به طور قابل توجهی پاسخ دومی را افزایش می دهد.

دیودهای شاتکی در منابع تغذیه

که در واحدهای کامپیوتریشیرهای شاتکی اغلب در منبع تغذیه قرار دارند. ولتاژ پنج ولت جریان جدی ده ها آمپر را فراهم می کند که یک رکورد برای سیستم های برق کم ولتاژ است. برای این منبع تغذیه از شیرهای شاتکی استفاده می شود. اصولاً از دیودهای دوگانه با یک کاتد استفاده می شود. هیچ واحد منبع تغذیه رایانه مدرن با کیفیت بالا نمی تواند بدون چنین مونتاژی کار کند.

تشخیص.منبع تغذیه "سوخته" دستگاه الکترونیکیاغلب به معنای نیاز به تعویض مونتاژ شاتکی سوخته است. تنها دو دلیل برای خرابی وجود دارد: افزایش جریان نشتی و خرابی الکتریکی. هنگامی که شرایط توصیف شده رخ می دهد منبع تغذیهتغذیه به کامپیوتر را متوقف می کند. مکانیسم های دفاعی کار کردند. بیایید ببینیم چگونه این اتفاق می افتد.

هیچ ولتاژی در ورودی کامپیوتر به طور ثابت وجود ندارد. منبع تغذیه کاملاً توسط محافظ تعبیه شده در رایانه مسدود شده است.

یک وضعیت "غیرقابل درک" وجود دارد: فن خنک کننده شروع به کار می کند، سپس دوباره صدای مشخصه ناپدید می شود. این بدان معنی است که ولتاژ در ورودی کامپیوتر (خروجی منبع تغذیه) ظاهر می شود و ناپدید می شود. آن ها محافظ خطاهای دوره ای را کنترل می کند، اما عجله ای برای مسدود کردن کامل منبع ندارد. آیا بوی نامطبوعی از یک بلوک داغ دارید؟ بلوک دیود قطعا نیاز به تعویض دارد. روش دیگر تشخیص خانگی: وقتی بار CPU سنگین بود، منبع تغذیه خود به خود خاموش می شد. این نشانه نشتی است.

پس از تعمیر منبع تغذیه مرتبط با جایگزینی دیودهای دوگانه شاتکی، لازم است ترانزیستورها "زنگ" شوند. در روش معکوس، دیودها نیز نیاز به بررسی دارند. این قانون به ویژه در صورتی صادق است که علت تعمیر نشتی باشد.

بررسی دیودهای شاتکی

یک مولتی متر خانگی برای آزمایش هر نوع دیود مانع شاتکی به خوبی کار می کند. روش تست بسیار شبیه به بررسی یک دیود معمولی است. با این حال، رازهایی وجود دارد. بررسی صحیح یک قطعه الکترونیکی با نشتی به ویژه دشوار است. ابتدا مجموعه دیود باید از مدار خارج شود. برای این کار به یک آهن لحیم کاری نیاز دارید. اگر دیود شکسته شود، مقاومت نزدیک به صفر در تمام حالت های عملیاتی ممکن نشان دهنده عدم عملکرد آن است. از نظر فرآیندهای فیزیکی، این شبیه به یک بسته شدن است.

تشخیص "نشت" دشوارتر است. رایج ترین مولتی متر برای عموم dt-830 است؛ در اکثر موارد، اندازه گیری در موقعیت "دیود" مشکلی را تشخیص نمی دهد. هنگامی که تنظیم کننده به موقعیت "اهم متر" منتقل می شود، مقاومت اهمی تا بی نهایت خواهد رفت. همچنین دستگاه نباید وجود مقاومت اهمی را نشان دهد. در غیر این صورت تعویض لازم است.