Moderní elektronika již dlouho směřuje k vývoji technologií a snižování velikosti zařízení. Aby bylo zařízení menší, vyrábí se miniaturní rádiové součástky sestavené do nejmenších, ale nejúčinnějších elektrických obvodů.

Schottkyho diody

Dnešní článek se bude podrobně věnovat tématu – Schottkyho diodě. Uživatel obdrží informace o tom, jak testovat Schottkyho diodu pomocí multimetru, účel těchto prvků, princip fungování a hlavní typy.

Jmenování

Hlavním účelem Schottkyho diody je vytvořit bariéru pro pokles napětí aplikovaného na společný obvod. Tento prvek je také polovodič, jako všechny diody. Designovým prvkem je kov použitý jako zábrana. Hlavním rozdílem od konvenční diody je množství sníženého napětí na výstupu. Je to pouze 0.2–0.4 voltu oproti 0.6–0.8 u konvenčního polovodiče.

Princip

Princip činnosti Schottkyho diody se téměř neliší od polovodičových diod. Zvláštností je přítomnost kovu. Typický polovodič používá dvě látky, které v sobě tvoří elektrony s kladným a záporným nábojem. Při průchodu elektrického proudu se část náboje ztrácí na tvorbu těchto elektronů.

Označení na tabulích a schématech

Schottkyho dioda používá kov a polovodič. Jako kovové bariéry se ve výrobě používá zlato, křemík a germanium. Dioda se také skládá z anody a katody. Když je na anodu přivedeno napětí, kov vytváří magnetickou bariéru pro přímý průchod napětí. Na jeho povrchu se vytvářejí elektrony se záporným nábojem. Když se vytvoří významné magnetické pole, prvek se pulzně vybije. Takový výboj lze v závislosti na provozním napětí a teplotě opakovat nekonečněkrát.

Princip činnosti

Svodový proud

Nejpohodlnější napětí pro tento typ diody je 40–60 voltů. Právě toto napětí umožňuje provést přechod bez ztráty zlomku napětí a bez zvýšení teploty.

Na rychlém přenosu nábojů hraje významnou roli také teplota. Když je vstupní napětí nízké, dochází k nárůstu teploty. Díky tomu se zvyšuje počet nabitých elektronů, které rychle překonávají kovovou bariéru.

Odrůdy

Schottkyho diody se používají v moderní elektronice jako usměrňovače napětí. Usnadňují jednoduchý, rychlý přenos částic bez výrazných ztrát na výstupu. Hlavní využití je v diodových obvodech spínaných zdrojů. Používají se také k vytvoření pulzního napětí. Existují 2 hlavní typy těchto prvků:

  1. Běžná Schottkyho dioda v pouzdře s anodou a katodou.
  2. Dvojité diody.
READ
Jak často by se měl euonymus zalévat?

Existují 3 typy dvojitých prvků:

  1. 2 anody a jedna katoda.
  2. 2 katody a jedna anoda.
  3. Dvojitá sestava s více anodami a katodami.

Odrůdy Schottkyho diod

Tyto prvky se používají pro: usměrnění napětí solárních panelů; vysokonapěťové usměrňovače s výkonem do 10 ampér. Duální prvky jsou použity pro maximální miniaturizaci desky plošných spojů zařízení. V jádru se jedná o 2 nebo 3 stejné prvky v jednom těle.

Проверка

Dále podrobně popíšeme, jak testovat Schottkyho diodu pomocí digitálního multimetru. Tyto rádiové komponenty lze testovat níže popsanými metodami a analogovými měřicími přístroji.

Před testováním popsané rádiové komponenty musíte znát následující nuance:

  1. Každá jednotlivá dioda je označena bílým nebo šedým kroužkem. To označuje katodu zařízení. Touto nohou protéká záporný náboj nebo je to uzavírací vstup.
  2. Při telefonování se vyplatí vědět, že diody ukazují svůj výkon pouze z otevřené vstupní strany.
  3. Testované prvky a měřicí sondy nesmíte držet v rukou. Tester ukáže lidský odpor, což může vést k chybám v měření.
  4. Při měření v režimu spojitosti a odporu se také vyplatí vědět, jaké napětí pochází z testeru. To je nezbytné pro porovnání výsledku s charakteristikami zkoušeného dílu. Například tester produkuje 9 voltů pro spojitost, úbytek napětí diody je 5 voltů. To znamená, že při měření by měl prvek produkovat data v rozmezí 4–4.5 voltů.
  5. Nemůžete testovat zařízení připojené přes fázi AC.

Takže teď můžete začít kontrolovat.

Jedna dioda

Testování jednoho prvku začíná přepnutím multimetru do režimu měření odporu. Dále potřebujete:

  1. Černou měřicí sondu připojte na stranu označenou kroužkem, tedy ke katodě.
  2. Červený testovací vodič je připojen k anodě.
  3. Tester by měl vykazovat přechodový odpor. Pokud se v této poloze zobrazí „0“ nebo „1“, lze prvek považovat za vadný.
  4. Dále se kontroluje zpětná vodivost. K tomu je třeba změnit polohu měřicích sond. Při změně polarity by neměl být kladen žádný odpor. Pokud jsou i nepatrné hodnoty, pak je zařízení vadné.

Kontrola diody multimetrem

Zařízení se kontroluje úplně stejným způsobem v režimu vytáčení. Pokud je polarita správná, tester by měl poskytnout výsledek s rozdílem 300 mV. Při změně polarity by nemělo dojít k žádnému výsledku.

Kontrola v zásuvce „PNP/NPN“.

Moderní multimetry jsou vybaveny speciálním konektorem pro kontrolu integrity tranzistorů. Tento konektor lze použít pro testování Schottkyho diody. K tomu potřebujete:

  1. Nastavte multimetr do režimu „hFE“.
  2. Vložte anodu do otvoru „P“.
  3. Katoda do otvoru “N”.
  4. Tester ukáže vodivost prvku. Dále budete muset změnit polaritu. Stačí otočit diodu a vrátit ji zpět. Nedostatek vodivosti bude indikovat integritu zařízení.
READ
Co je výhodnější uložit do komody v předsíni?

Dioda v patici testeru

Tyto testy budou přesně indikovat aktuální ztrátovost na výstupu a také celkový výkon součásti.

Kontrola dvojitých prvků

Takové části jsou vyrobeny v jednom krytu podobném tranzistoru. Mají jednu anodu a 2 katody nebo naopak. Před kontrolou se musíte ujistit, která část je před vámi. Například je nutné testovat článek s jednou anodou uprostřed a dvěma katodami na okrajích. Dále potřebujete:

  1. Tester se přepne do režimu vytáčení.
  2. Červená měřicí sonda je připojena k centrální noze dílu.
  3. Černý testovací vodič je připojen ke katodě “1”.
  4. Tester by měl vydávat zvukový signál a výsledek měření mínus ztráta až 300 mV.
  5. Noha „2“ se testuje stejným způsobem. Výsledek by měl být podobný.
  6. Pokud prvek projde zkouškou s touto polohou měřicích sond, pak je nutné změnit polaritu a zkoušku opakovat.

Kontrola dvojitých prvků

Stejná kontrola ukáže integritu prvků duální sestavy sestávající ze 4 diod.

Diodový most

Schottkyho diody se aktivně používají jako součásti diodových můstků pro různé typy napájecích zdrojů a usměrňovačů. Diodový můstek se skládá ze 4 částí, které jsou vzájemně zapojeny do série. Tento obvod má 2 piny pro AC vstup a 2 piny pro DC výstup. Pomocí digitálního testeru můžete snadno zkontrolovat integritu tohoto zařízení.

Diodový most

To se provádí takto:

  1. Před testováním musí být napájecí zdroj odpojen od napětí.
  2. Nechte kondenzátory vybít.
  3. Přepněte multimetr do režimu vytáčení.
  4. Červená měřicí sonda je připojena na pin „1“ vstupu.
  5. Černá měřicí sonda je připojena na pin „2“ vstupu.
  6. Absence bzučáku znamená, že diody na vstupu fungují.

Kontrola diodového můstku

Dále je každý pár zkontrolován samostatně.

  1. Červená měřicí sonda je připojena ke kontaktu „-“.
  2. Černý testovací kabel s jakýmkoliv kolíkem “~” vstupu AC.
  3. Tester by měl produkovat hodnotu do 500 mV. Tento pár funguje.
  4. Druhý vstupní kontakt se kontroluje stejným způsobem. Data musí být také v rozmezí 500 mV.

Dále musíte test zopakovat, ale změňte polohu sond. Připojte černou měřicí sondu k „-“ a zkontrolujte vstupní kontakty s červeným. Tester by neměl vydávat žádné hodnoty nebo pouze „1“. To znamená, že přechod uvnitř diod je na této straně uzavřen. Pokud existují data, most není vhodný pro zařazení do sítě.

READ
Proč potřebujete keson pro studnu?

Dále se kontroluje výstup stejnosměrného napětí. K tomu potřebujete:

  1. Připojte černou měřicí sondu ke kontaktu „+“.
  2. Pomocí červeného testovacího vodiče proveďte měření na vstupních AC kontaktech.
  3. Výsledek by měl být do 500 mV.
  4. Při změně polarity a opětovné kontrole by neměl být žádný výsledek nebo se bude rovnat „1“.

Tato kontrola bude indikovat integritu zařízení. Pokud je v diodovém můstku detekována vadná dioda, musí být nahrazena přesnými analogy. Po dokončení jejich instalace je nutné znovu zkontrolovat neporušenost můstku a teprve poté provést kontrolu připojením střídavého napětí.

Zkontrolujte na palubě

Na desce můžete vyzkoušet Schottkyho diodu. K tomu je však lepší odpájet katodu prvku. Zcela tak odpadá problém s chybným měřením odporu rádiových součástek namontovaných poblíž.

Závěr

Článek podrobně odhalil základní informace o Schottkyho diodách a metodách testování tohoto prvku. Začínající radioamatéři musí brát odrůdy této části vážně. Před výměnou prvku je třeba zkontrolovat v tabulce maximální vstupní proud, svod a jmenovité hodnoty vodivosti. Jakékoli nesrovnalosti mohou způsobit selhání celého obvodu zařízení.

K velké rodině polovodičových diod pojmenovaných podle jmen vědců, kteří neobvyklý efekt objevili, můžeme přidat ještě jednu. Toto je Schottkyho dioda. Německý fyzik Walter Schottka objevil a studoval tzv. bariérový efekt, ke kterému dochází při určité technologii vytváření přechodu kov-polovodič.

Hlavním rysem Schottkyho diody je, že na rozdíl od konvenčních diod založených na pn přechodu využívá přechod kov-polovodič, kterému se také říká Schottkyho bariéra. Tato bariéra, stejně jako polovodičový pn přechod, má vlastnost jednosměrné elektrické vodivosti a řadu charakteristických vlastností.

Materiály používané pro výrobu Schottkyho bariérových diod jsou převážně křemík (Si) a arsenid galia (GaAs), stejně jako kovy jako zlato, stříbro, platina, palladium a wolfram.

Ve schématech zapojení je Schottkyho dioda znázorněna takto.

Jak vidíte, její obraz se poněkud liší od označení běžné polovodičové diody. Kromě tohoto označení lze ve schématech nalézt i obrázek duální Schottkyho diody (sestava).

Duální dioda jsou dvě diody namontované v jednom společném krytu. Vývody jejich katod nebo anod jsou kombinované. Proto má taková sestava zpravidla tři výstupy. Spínané zdroje obvykle používají společné katodové sestavy.

READ
Kde se vyrábí izolace Knauf?

Vzhledem k tomu, že dvě diody jsou umístěny ve stejném pouzdře a vyrobeny v jediném technologickém procesu, jsou si svými parametry velmi blízké. Protože jsou umístěny v jediném krytu, jejich teplotní podmínky jsou stejné. Tím se zvyšuje spolehlivost a životnost prvku.

Schottkyho diody mají dvě pozitivní vlastnosti: velmi nízký úbytek napětí v propustném směru (0,2-0,4 voltu) na přechodu a velmi vysoký výkon.

Bohužel k tak malému poklesu napětí dochází, když použité napětí není větší než 50-60 voltů. Jak se dále zvyšuje, Schottkyho dioda se chová jako běžná křemíková usměrňovací dioda.

Nevýhody diod se Schottkyho bariérou zahrnují: чpak i při krátkodobém překročení zpětného napětí okamžitě selžou a hlavně nevratně. Zatímco křemíkové silové ventily se po zastavení nadměrného napětí dokonale samoléčí a pokračují v práci. Navíc zpětný proud diod velmi závisí na teplotě přechodu. Při velkém zpětném proudu dochází k tepelnému průrazu.

Kontrola Schottkyho diod pomocí multimetru.

Schottkyho diodu můžete zkontrolovat pomocí komerčního multimetru. Technika je stejná jako při kontrole běžné polovodičové diody s pn přechodem. Ale i zde jsou úskalí. Netěsná dioda se testuje obzvláště obtížně. Nejprve je nutné vyjmout prvek z obvodu pro přesnější kontrolu. Je docela snadné určit zcela rozbitou diodu. Při všech mezích měření odporu bude mít vadný prvek nekonečně malý odpor, a to jak v přímém, tak v opačném zapojení. To je ekvivalentní zkratu.

Je obtížnější zkontrolovat diodu s podezřením na „netěsnost“. Pokud zkontrolujeme multimetrem DT-830 v režimu „dioda“, uvidíme zcela provozuschopný prvek. Můžete zkusit změřit jeho zpětný odpor pomocí ohmmetru. Na hranici „20 kOhm“ je zpětný odpor definován jako nekonečně velký. Pokud zařízení vykazuje alespoň nějaký odpor, řekněme 3 kOhm, pak by tato dioda měla být považována za podezřelou a měla by být nahrazena známou dobrou. Kompletní výměna Schottkyho diod na napájecích sběrnicích +3,3V a +5,0V může poskytnout XNUMX% záruku.

Kde jinde se v elektronice používají Schottkyho diody? Lze je nalézt v poněkud exotických zařízeních, jako jsou přijímače záření alfa a beta, detektory neutronového záření a v poslední době se na spojích Schottkyho bariéry montují solární panely. Dodávají tedy elektřinu i kosmickým lodím.