Diody Schottky
(9 812)Diody Schottky’ego są jedną z grup powszechnie wykorzystywanych elementów elektronicznych, które należą do kategorii półprzewodników. Ich główną cechą jest przewodzenie prądu niesymetrycznie, tj. w jedną stronę bardziej niż odwrotnie. Charakter działania diod Schottky’ego można opisać przyrównując je do zwykłych diod prostowniczych, w porównaniu do których charakteryzują się dużo mniejszym (nawet trzykrotnie) spadkiem napięcia w kierunku przewodzenia. Jest to duża zaleta, która pozawala im na przewodzenie znacznie większych wartości natężenia prądu, gdyż moc, a w konsekwencji także ciepło, wydzielane na takiej diodzie, będą odpowiednio niższe. Taki przypadek występuje m.in. podczas prostowania napięcia przemiennego, np. w zasilaczach impulsowych. Warto zaznaczyć, że spadek napięcia na diodzie Schottky’ego zależy od jej temperatury. To, co różni je od zwykłych diod prostowniczych jest również możliwość poprawnej pracy przy znacznie wyższych częstotliwościach zmian prądu (rzędu kilkuset tysięcy herców lub nawet kilku gigaherców). Zalety te sprawiają, że są one powszechnie wykorzystywane przede wszystkim w zasilaczach i ładowarkach impulsowych, falownikach oraz mieszaczach.
Mimo niewątpliwych zalet, diody Schottky’ego posiadają też wady. Jedną z nich jest znacznie większy, w porównaniu do zwykłych diod prostowniczych, prąd wsteczny, nazywany też prądem upływu. Płynie on w kierunku zaporowym diody oraz rośnie wraz ze wzrostem temperatury jej złącza. Z tego względu tego typu diod nie wykorzystuje się ich m.in. w przyrządach pomiarowych. Kolejną ich wadą jest stosunkowo niewielkie napięcie znamionowe wsteczne, które rzadko kiedy przekracza wartość 200V, chociaż można spotkać diody Schottky’ego, które będą posiadały ten parametr nawet na poziomie kilku kilowoltów. Napięcie znamionowe wsteczne określa maksymalne napięcie przyłożone do wyprowadzeń diody, odwrotnie do jej kierunku przewodzenia, które nie spowoduje jej trwałego uszkodzenia. Niestety, wraz ze wzrostem wartości znamionowego napięcia wstecznego diody, rośnie również jej napięcie przewodzenia. Z powodu wymienionych wad i zalet, diody Schottky’ego są stosowane wszędzie tam, gdzie nie jest wymagana praca z wysokimi wartościami napięcia, a gdzie może się ono zmieniać z bardzo wysoką częstotliwością. Również tam, gdzie niezbędne jest przewodzenie wysokich wartości natężenia prądu, bez dużych strat mocy, diody Schottky’ego będą dobrym rozwiązaniem.
Dioda Schottky - budowa
Budowa diody Schottky’ego różni się od budowy standardowej diody. W tych drugich wykorzystuje się złącze p-n, natomiast do wykonania diod Schottky’ego stosuje się złącze metal-półprzewodnik, które często oznaczane jest symbolem m-s, jednak spotkać się można również z określeniem złącze barierowe. Nośnikiem ładunku w tym przypadku są nośniki większościowe, czyli np. w przypadku wykorzystania do budowy diody, oprócz warstwy metalu, która jest elektrycznie obojętna, półprzewodnika typu n, będą to elektrony. Ze względu na ich konstrukcję, diody Schottky’ego posiadają mniejszą pojemność elektryczną, która zapewnia im niski poziom bezwładności, a zatem pozwala na pracę w układach działających z bardzo wysoką częstotliwością zmian prądu. Oczywiście, tak samo jak w zwykłych diodach prostowniczych, diody Schottky’ego w kierunku zaporowym nie posiadają napięcia przewodzenia.
Diody Schottky’ego, tak samo jak większość innych komponentów elektronicznych, spotkać można w postaci elementów montowanych powierzchniowo (SMD) lub przewlekanych (THT), jednak istnieją również diody przykręcane, które nazywane są diodami Schottky’ego śrubowymi. Z tego względu występują one w wielu różnych obudowach i mogą posiadać różną ilość wyprowadzeń, co jest związane z ich przeznaczeniem, ale także ze strukturą półprzewodnika zastosowanego do ich budowy. Rozróżnić można diody przełączające lub prostownicze, wśród których znajdują się diody pojedyncze, podwójne lub potrójne. Dwa ostatnie typy mogą występować w rozwiązanych ze wspólną anodą lub katodą, ale ich integracja może być również w postaci szeregowej. Istnieją także diody podwójne i potrójne niezależne, czyli posiadające w jednej obudowie dwie lub trzy pojedyncze diody Schottky’ego, które nie są ze sobą połączone.
Dioda Schottky - wybór
Przy wyborze diody Schottky’ego trzeba zwrócić uwagę na jej maksymalne napięcie znamionowe wsteczne, które podawane jest w woltach [V]. Zastosowanie diody do prostowania prądu o napięciu wyższym niż maksymalne napięcie wsteczne komponentu może doprowadzić do jej przebicia i nieodwracalnego uszkodzenia, tak samo jak innych, współpracujących z nią komponentów znajdujących się w danym układzie elektronicznym. Pamiętać należy też o parametrze określającym maksymalne napięcie przewodzenia. Określa on maksymalny spadek napięcia, jaki może powstać na złączu diody.
Dobierając diodę pamiętajmy o odpowiednio wysokiej wartości prądu przewodzenia, który podawany jest w amperach [A] lub w przypadku komponentów o małej mocy, w miliamperach [mA]. Przepuszczenie przez diodę wyższej wartości natężenia prądu niż znamionowy prąd przewodzenia danej diody może spowodować jej nieodwracalne uszkodzenie termiczne, spowodowane wydzieleniem się zbyt dużej mocy na złączu komponentu. W przypadku diod Schottky’ego istnieje również parametr zwany prądem w impulsie maksymalnym, czyli taki, który trwa bardzo krótko i nie jest prądem stale przepływającym przez diodę.
Magazyn:
