Schottky diyot - özellikler, parametreler ve uygulamalar

Diyot, elektronik devre tasarımlarında yaygın olarak kullanılan temel bileşenlerden biridir, genellikle doğrultucularda, kesicilerde, kelepçelerde ve yaygın olarak kullanılan diğer birçok devrede bulunabilir. Anottan Katoda (+ - -) tek yönde akım akışına izin veren ve ters yönde yani Katottan Anoda akım akışını bloke eden iki uçlu yarı iletken bir cihazdır. Arkasında yakl. İleri yönde sıfır direnç, ters yönde sonsuz direnç. Her biri benzersiz özelliği ve uygulamaları olan birçok Diyot türü vardır. Zener Diyotları ve çalışmasını zaten öğrendik, bu yazıda Schottky Diyot adı verilen başka bir ilginç diyot türü ve devre tasarımlarımızda nasıl kullanılabileceğini öğreneceğiz.

Schottky diyotu (Alman fizikçi Walter H. onu diğer diyotlardan farklı kılar. Schottky diyotunun ayrıca yüzey bariyer diyodu, Schottky bariyer diyodu, sıcak taşıyıcı veya sıcak elektron diyotu gibi başka isimleri de vardır.

Schottky Diyot Sembolü

Schottky diyotunun sembolü, genel diyot sembolüne dayanır, ancak düz bir çizgiye sahip olmak yerine, aşağıda gösterildiği gibi diyotun negatif ucunda S benzeri bir yapıya sahiptir. Bu şematik sembol, bir devre şeması okurken Schottky diyotunu diğer diyotlardan ayırmak için kolayca kullanılabilir. Makale boyunca Schottky diyotunu daha iyi anlamak için normal diyotla karşılaştıracağız.

Bileşenin fiziksel görünümüyle bile, bir Schottky diyot genel bir diyota benzer ve çoğu zaman üzerindeki parça numarasını okumadan farkı söylemek zordur. Ancak çoğu zaman bir Schottky diyotu normal diyotlardan biraz daha hantal görünecektir, ancak her zaman böyle olmak zorunda değildir. Bir Schottky diyot pin çıkışı görüntüsü aşağıda gösterilmiştir.

Schottky Diode'u Özel yapan nedir?

Daha önce tartışıldığı gibi, bir Schottky Diyot, genel bir diyota çok benzer görünür ve performans gösterir, ancak Schottky diyotunun benzersiz bir özelliği, çok düşük voltaj düşüşü ve yüksek anahtarlama hızıdır. Bunu daha iyi anlamak için, bir Schottky diyotu ve genel bir diyotu özdeş ve devreye bağlayıp nasıl çalıştığını kontrol edin.

Yukarıdaki görüntülerde, biri Schottky diyodu ve diğeri tipik PN-bağlantı diyotu için iki devremiz var. Bu devreler, her iki diyottaki voltaj düşüşlerini ayırt etmek için kullanılacaktır. Yani sol devre Schottky diyot içindir ve sağdaki devre tipik bir PN-bağlantı diyotu içindir. Her iki diyot da 5V ile güçlendirilmiştir. Akım her iki diyottan geçtiğinde, Schottky diyotu yalnızca 0,3 voltluk bir voltaj düşüşüne sahiptir ve yük için 4,7 volt bırakır, diğer yandan, tipik PN-bağlantı diyotu 0,7 voltluk bir voltaj düşüşüne sahiptir ve yük için 4,3 volt bırakır. Dolayısıyla, Schottky diyotu, geleneksel bir PN bağlantı diyotundan daha düşük bir voltaj düşüşüne sahiptir. Voltaj düşüşü dışında, Schottky diyotu, Schottky diyotu gibi tipik bir PN-bağlantı diyotunda başka avantajlara da sahiptir.daha hızlı anahtarlama hızı, daha az gürültü ve tipik bir PN eklem diyotundan daha iyi performans.

Schottky diyotunun dezavantajları

Schottky diyot çok düşük voltaj düşüşüne ve daha iyi performans sunan yüksek anahtarlama hızına sahipse, o zaman neden jenerik PN bağlantı diyotlarına ihtiyacımız var? Neden tüm devre tasarımları için sadece Schottky diyot kullanmıyoruz?

Schottky diyotlarının PN eklem diyotlarından daha iyi olduğu doğru olmakla birlikte, yavaş yavaş PN eklem diyotuna göre daha çok tercih edilmektedir. Schottky diyotunun iki büyük aksaması, jenerik diyot ile karşılaştırıldığında Düşük Ters arıza voltajı ve Yüksek Ters kaçak akımdır. Bu, yüksek voltaj anahtarlama uygulamaları için uygun olmamasını sağlar. Ayrıca Schottky diyotları, normal doğrultucu diyotlardan nispeten daha pahalıdır.

Schottky Diyot vs Doğrultucu Diyot

PN-diyot ve Schottky diyot arasında kısa bir karşılaştırma aşağıdaki tabloda verilmiştir:

PN-Bağlantı Diyotu	Schottky diyot
PN bağlantı diyotu iki kutuplu bir cihazdır, hem azınlık hem de çoğunluk yük taşıyıcıları nedeniyle akım iletiminin gerçekleştiği anlamına gelir.	PN bağlantı diyotunun aksine, Schottky diyot tek kutuplu bir cihazdır, akım iletiminin yalnızca çoğunluk yük taşıyıcıları nedeniyle gerçekleştiği anlamına gelir.
PN- Bağlantı diyotunda bir Yarı İletken-Yarı İletken bağlantısı vardır.	Schottky diyot metal-Yarıiletken bağlantısına sahipken .
PN- Bağlantı diyotunda büyük voltaj düşüşü var.	Schottky diyotunda küçük bir voltaj düşüşü var.
Yüksek Durum kayıpları.	Düşük Durum kayıpları.
Yavaş anahtarlama Hızı.	Hızlı anahtarlama hızı.
Yüksek Açma gerilimi (0,7 volt)	Düşük açma gerilimi (0,2 volt)
Yüksek Ters Engelleme Gerilimi	Düşük Ters Engelleme Gerilimi
Düşük Ters Akım	Yüksek Ters Akım

Schottky Diyotunun Yapısı

Schottky diyotları, aşağıdaki resimde gösterildiği gibi bir metal-yarı iletken bağlantı kullanılarak oluşturulmuştur. Schottky diyotlarının bir tarafında metal bir bileşik ve diğer tarafında katkılı silikon bulunur, bu nedenle Schottky diyotunda bir tükenme tabakası yoktur. Bu özellik nedeniyle, Schottky diyotları, bipolar cihazlar olan tipik PN bağlantı diyotlarının aksine, tek kutuplu cihazlar olarak bilinir.

Bir Schottky diyotunun temel yapısı yukarıdaki resimde gösterilmektedir. Resimde görebileceğiniz gibi, Schottky diyotunun bir tarafında platinden tungsten, molibden, altın vb. Arasında değişebilen bir metal bileşiği ve diğer tarafında bir N tipi yarı iletken bulunur. Metal bileşiği ve N-tipi yarı iletken birleştirildiğinde, bir Metal-Yarıiletken bağlantısı oluştururlar. Bu kavşak, Schottky Bariyeri olarak bilinir. Schottky bariyerinin genişliği, bağlantı oluşumunda kullanılan metal ve yarı iletken malzemelerin türüne bağlıdır.

Schottky Barrier tarafsız, ileri taraflı veya ters taraflı durumda farklı çalışır. Olarak ileriye doğru bastırmak durum bataryanın pozitif metal terminal bağlanır ve negatif terminal n tipi yarı iletken bağlandığında, Schottky diyodu akımı sağlar. Ancak ters önyargı durumunda, pilin pozitif terminali n tipi yarı iletken ile ve negatif terminal metal ile bağlandığında, Schottky diyot akım akışını bloke edecektir. Bununla birlikte, ters taraflı voltaj belirli bir seviyenin üzerine çıkarsa , bariyeri kırar ve akım ters yönde akmaya başlar ve bu, Schottky diyotuna bağlı bileşenlere zarar verebilir.

Schottky Diode VI Özellikleri

Diyotunuzu seçerken dikkate alınması gereken önemli bir özellik, İleri Gerilim (V) ve İleri Akım (I) grafiğidir. En popüler Schottky diyotları 1N5817, 1N5818 ve 1N5819'un VI grafiği aşağıda gösterilmiştir.

Schottky diyotunun VI özellikleri, tipik PN-bağlantı diyotuna çok benzer. Tipik bir PN bağlantı diyotundan daha düşük bir voltaj düşüşüne sahip olmak, Schottky diyotunun tipik bir diyottan daha az voltaj tüketmesine izin verir. Yukarıdaki grafikten 1N517'nin diğer ikisine göre en az ileri voltaj düşüşüne sahip olduğunu görebilirsiniz, diyottan geçen akım arttıkça voltaj düşüşünün de arttığı da not edilebilir. Maksimum 30A akımda 1N517 için bile, üzerindeki voltaj düşüşü 2V kadar yüksek olabilir. Dolayısıyla bu diyotlar normalde düşük akım uygulamalarında kullanılır.

Schottky diyotunuzu seçerken göz önünde bulundurmanız gereken parametreler

Her tasarım mühendisi, uygulamasının ihtiyacına göre doğru Schottky diyotunu seçmelidir. İçin doğrultma tasarımları, yüksek gerilim, düşük / orta akım, ve düşük frekans alan diyot gerekli olacaktır. İçin tasarımlar anahtarlama, diyot sıklığı değerlendirmesi yüksek olmalıdır.

Aklınızda bulundurmanız gereken bir diyot için bazı genel ve önemli parametreler aşağıda listelenmiştir:

İleri voltaj düşüşü: İleri taraflı bir diyotu açmak için düşen voltaj, ileri voltaj düşüşüdür. Farklı diyotlara göre değişiklik gösterir. Schottky diyot için tipik olarak açma voltajının yaklaşık 0,2 V olduğu varsayılır.

Ters Arıza Gerilimi: Diyotun kırıldığı ve ters yönde iletken olmaya başladığı belirli miktarda ters ön gerilim gerilimine Ters Kırılma Gerilimi denir. Bir Schottky diyotu için ters kırılma voltajı yaklaşık 50 volttur.

Geri toparlanma süresi: Diyotu ileri iletken veya "AÇIK" durumdan ters "KAPALI" durumuna geçirmek için geçen süredir. Tipik PN bağlantı diyotu ile Schottky diyot arasındaki en önemli fark, ters iyileşme süresidir. Tipik bir PN birleşim diyotunda ters geri kazanım süresi birkaç mikrosaniye ile 100 nanosaniye arasında değişebilir. Schottky diyotlarının iyileşme süresi yoktur, çünkü Schottky diyotunun bağlantı noktasında tükenme bölgesi yoktur.

Ters kaçak akım: Bir yarı iletken cihazdan ters yönde iletilen akım, ters kaçak akımdır. Schottky diyotunda, sıcaklığın arttırılması ters kaçak akımı önemli ölçüde artıracaktır.

Schottky Diode Uygulamaları

Schottky diyotları, benzersiz özelliklerinden dolayı elektronik endüstrisinde birçok uygulamaya sahiptir. Uygulamalardan bazıları şu şekildedir:

1. Gerilim Sıkıştırma / Kırpma devreleri

Kırpma devreleri ve kıskaç devreleri yaygın olarak dalga şekillendirme uygulamalarında kullanılır. Düşük voltaj düşüşü özelliğine sahip olmak, Schottky diyotunu bir kenetleme diyodu olarak kullanışlı kılar.

2. Ters akım ve deşarj koruması

Bildiğimiz gibi Schottky diyotu, ters yönde akım akışını engellediği için bloke diyot olarak da adlandırılır; deşarj koruması olarak kullanılabilir. Örneğin, Acil Durum Flaş Işığında, süper kapasitörün DC motor yoluyla deşarj olmasını önlemek için bir süper kapasitör ile DC motor arasında bir Schottky diyot kullanılır.

3. Örnekleme ve tutma devreleri

İleriye dönük Schottky diyotunun herhangi bir azınlık şarj taşıyıcısı yoktur ve bu nedenle, tipik PN-bağlantı diyotlarından daha hızlı geçiş yapabilirler. Dolayısıyla Schottky diyotları, numuneden tutma aşamasına daha düşük geçiş süresine sahip oldukları için kullanılır ve bu, çıktıda daha doğru bir numune ile sonuçlanır.

4. Güç doğrultucu

Schottky diyotları yüksek akım yoğunluğuna sahiptir ve düşük ileri voltaj düşüşü, tipik bir PN bağlantı diyotundan daha az gücün boşa harcanması anlamına gelir ve bu, Schottky diyotlarını güç redresörleri için daha uygun hale getirir.

Ayrıca, bağlantıyı takip ederek birçok devrede Diyot'un pratik uygulamasını bulabilirsiniz.