Opori-osveshenia.ru

Опоры освещения
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схемы Подключения Диодов Шоттки

Схемы Подключения Диодов Шоттки

На всех пределах измерения сопротивления, мультиметр отобразит в обе стороны бесконечно низкое сопротивление или короткое замыкание. К достоинствам последних относят чрезвычайно малый обратный ток, который для отдельных диодов Шоттки может составлять единицы пикоампер, возможность работы компонентов отдельных марок на частотах до сотен гигагерц и даже выше.


Причем в обоих случаях запаха гари вы не почувствуете и дыма не увидите, так как в корпусе встроена специальная защита против таких происшествий.

Доступная стоимость диодов Шоттки позволяет сделать это практически в любой момент без особых трат. При использовании типичного мультиметра может отображаться полная работоспособность элемента при работе прибора в режиме «диод».
Солнечные панели с диодами Шоттки

Некоторое время назад лично у меня возникла проблема с выпрямителем преобразователя для авто усилителя. Для изготовления переходов Шоттки в качестве полупроводника обычно используют кремний, а применяемые металлы и химические соединения — это золото, силицид платины, молибден и .

И последний вариант диагностики связанный с утечкой: при увеличении нагрузки на центральный процессор в мультипрограммном режиме блок питания самопроизвольно отключается. Именно в таких цепях вторичного питания приборы Шоттки используют чаще всего.

Поскольку они размещены в едином корпусе, то и температурный режим их одинаков.

Изделие стабильнее в работе, чем другие полупроводниковые аналоги, а простота изготовления и устройства диода Шоттки делают его очень доступным вариантом.

Главное — понимать специфику его работы и использовать его корректно.

Принцип работы диода

Обозначение, применение и параметры диодов Шоттки

Как уже говорилось, прямое падение напряжения Forward voltage drop у диодов с барьером Шоттки очень мало. Так обеспечивается минимальная собственная емкость диода Шоттки, что делает возможным с большей эффективностью использовать его в устройствах с высокими и сверхчастотами. Возможно, дело связано именно с диодами, и каждый может разобрать процессор и посмотреть, что внутри случилось.

Между металлом и полупроводником возникнет электрическое поле, тормозящее и возвращающее обратно основные носители заряда полупроводника. Например, если анод общий, то это будет одна ножка из трех.

Использование диодов Шоттки в мостах обусловлено низким падением напряжения на диоде, что влечет за собой меньшие потери на мосту и снижает его нагрев.

Осмотреть на предмет механических повреждений, присутствия следов разрушительных химических реакций.

Если в полупроводнике или диодном мосту возникнет обрыв, тогда он вообще перестанет пропускать ток.

Технология изготовления этих электронных элементов очень проста, поэтому он и является самым дешевым. А тип применяемого элемента указывают в спецификации.

Вследствие технологии изготовления и на основе описанного принципа действия, — диоды Шоттки имеют малое падение напряжения в прямом направлении, значительно меньшее чем у традиционных p-n-диодов. При идентичных параметрах собранных таким образом элементов обеспечивается надежность работы всего устройства, в первую очередь, за счет единой температуры.
Последовательное соединение диодов

2.4. Гетеропереходы

В контактной области возникнет электрическое поле, образованное этими зарядами, и будет иметь место изгиб энергетических зон. Прямое падение напряжения на переходе Шоттки меньше, чем у типового электронно-дырочного перехода.

Так, что они питают электроэнергией и космические аппараты. Они имеют довольно небольшие размеры. Однако большой процент обратного тока является очевидным недостатком.

Как известно: ниже емкость — выше частота. В компьютерных блоках питания можно найти самые разные диодные сборки, единичных диодов тут почти не бывает — в одном корпусе два мощных диода, часто почти всегда с общим катодом.

Металл-полупроводник: принцип работы перехода Структура элемента Принцип работы диода Шоттки основан на особенностях барьера. Кроме того обратный ток диодов очень сильно зависит от температуры перехода. Сегодня диоды Шоттки типа 25CTQ на напряжение до 45 вольт, на ток до 30 ампер для каждого из пары диодов в сборке можно встретить во многих импульсных источниках питания, где они служат в качестве силовых выпрямителей для токов частотой до нескольких сотен килогерц.

Нельзя не затронуть тему недостатков диодов Шоттки, они конечно есть, и их два. При любом из этих состояний ИБП блокируется благодаря встроенной схеме защиты. В первом случае все вторичные напряжения отсутствуют. Поэтому, сборку или отдельный элемент необходимо сначала демонтировать из схемы для проверки.


При идентичных параметрах собранных таким образом элементов обеспечивается надежность работы всего устройства, в первую очередь, за счет единой температуры. Прямое падение напряжения 0,2 — 0,4 вольта наряду с высоким быстродействием единицы наносекунд — несомненные преимущества диодов Шоттки перед p-n-собратьями. Их можно обнаружить в довольно экзотических приборах, таких как приёмники альфа и бета излучения, детекторах нейтронного излучения, а в последнее время на барьерных переходах Шоттки собирают панели солнечных батарей. Доступный, надежный, отличается широкой сферой применения благодаря особенностям в своей конструкции. Особенности и принцип работы диода Шоттки Как работает диод Шоттки?

На пределе «20кОм» обратное сопротивление определяется как бесконечно большое. Во-первых, кратковременное превышение критического напряжения мгновенно выведет диод из строя.

В прямом направлении ток растет по экспоненте вместе с ростом прикладываемого напряжения. При более высоком значении они ведут себя как обычные диоды. Ток термоэлектронной эмиссии с поверхности твердого тела определяет уравнение Ричардсона: Создадим условия, когда при контакте полупроводника, например n-типа, с металлом термодинамическая работа выхода электронов из металла была бы больше, чем термодинамическая работа выхода электронов из полупроводника.
Обзор диодов шоттки с общим анодом и общим катодом. Тест транзистора 13007

Читайте так же:
Литьевой пресс для резины

Особенности и принцип работы диода Шоттки

Если есть, то нужно их достать и заменить новым полупроводником, устранив неполадки самостоятельно, но лучше обратиться за помощью к профессионалам. Для всех приборов, имеющих барьерную структуру, свойственна несимметричность ВАХ, ведь именно количеством носителей электрического заряда обусловлена зависимость тока от напряжения.

Рассмотрим их: Если в полупроводниковом элементе возникнет пробоина, то он просто перестает держать ток и становится проводником.

Как видим, электроника не стоит на месте, и дальнейшие варианты применения быстродействующих приборов будет только увеличиваться, давая возможность разрабатывать новые, более сложные системы.

При дальнейшем его повышении диод Шоттки ведёт себя как обычный кремниевый выпрямительный диод. Однако большой процент обратного тока является очевидным недостатком. Как правило, они либо полностью пробиваются, либо дают утечку.

Отличие от других полупроводников

Сдвоенный диод — это два диода смонтированных в одном общем корпусе. Очень часто в принципиальных схемах сложное графическое изображение катода попросту опускают и изображают диод Шоттки как обычный диод.

Понравилась статья? Чаще всего выбирается кремний, возможно применение арсенида галлия.

Разновидности диодов Шоттки

Главное, за что радиолюбители их так ценят — высокое быстродействие и малое падение напряжения на переходе — максимум 0,55 вольт — при невысокой цене данных компонентов. В металле отсутствуют неосновные носители заряда, и инжекция не- 35 Москатов Е.

Есть и более простые схемы, где диоды Шоттки очень малы. Подобные элементы используются в современных батареях и транзисторах, работа которых обеспечивается сенечной энергией. Нерабочее состояние возникает при: утечке на корпус; электроприборе.
Диоды в солнечной энергетике. Надо ли их ставить?

Реализация схемы монтажного «ИЛИ» с помощью контроллера LM74610-Q1

В высококачественной электронике и в автомобильных приложениях часто используется схема резервирования питания с двумя и более источниками питания, работающими на одну нагрузку. При этом использование в монтажном «ИЛИ» диодов Шоттки значительно снижает КПД системы. Предпочтительнее использовать MOSFETs под управлением контроллера LM74610-Q1, обеспечивающего быстрое выключение транзисторов при возникновении обратных токов.

В статье рассматриваются особенности применения контроллеров LM74610-Q1 в схеме с несколькими источниками питания, включенными по схеме монтажного «ИЛИ». Также анализируются основные преимущества микросхем LM74610-Q1: высокая эффективность, простота использования и уникальная схема включения при использовании вместо традиционных диодов Шоттки.

LM74610-Q1 – специализированный контроллер, который управляет N-канальным МДП-транзистором (MOSFET) в схеме защиты от обратной полярности. В этой схеме транзистор включен последовательно с источником питания и работает как идеальный выпрямитель вместо традиционного диода. Достоинства такого решения — отсутствие необходимости в общем земляном выводе и нулевой ток потребления в неактивном состоянии.

LM74610-Q1 имеет в своем составе встроенный драйвер с повышающим преобразователем для управления внешним силовым MOSFET и сверхбыструю схему выключения, срабатывающую при возникновении напряжений обратной полярности. Этот контроллер может использоваться с различными силовыми транзисторами и не имеет ограничений по величине входных напряжений и выходных токов. Кроме того, он защищает нагрузку от обратных напряжений вплоть до -45 В. При таком включении прямое падение напряжения зависит от активного сопротивления открытого канала MOSFET. При этом 98% времени ток течет через сам транзистор и лишь 2% – через встроенный диод с типовым падением 0,6 В.

Требования к контроллеру схемы монтажного «ИЛИ»

В системах с резервированием используется не менее двух источников питания, работающих на одну нагрузку. Такая схема применяется как в высококачественной технике, так и во многих автомобильных приложениях. Некоторые системы требуют возможности выбора между несколькими параллельно включенными источниками для повышения общей надежности. Активная схема монтажного «ИЛИ» также используется в системах, где требуется наличие нескольких номинальных напряжений питания. При этом диапазон напряжений может иметь как низкие значения (5, 3,3 и 2,5 В), так и значения из среднего диапазона вплоть до 48 В включительно.

В системах с резервированием общее выходное сопротивление источников питания мало. Все они работают одновременно. При этом требуется обеспечить одностороннее протекание токов. Это делается для того чтобы источники с низким напряжением не оказывались под действием источников с высоким напряжением.

Способы реализации схемы монтажного «ИЛИ»

Рис. 1. Схема монтажного «ИЛИ » с использова- нием диодов Шоттки

Рис. 1. Схема монтажного «ИЛИ » с использова-
нием диодов Шоттки

В самом простом случае схема монтажного «ИЛИ» с несколькими источниками питания использует последовательные диоды Шоттки для предотвращения аварийных ситуаций (рисунок 1). Они гарантируют защиту источников от обратных (втекающих) токов. При этом система продолжит свою работу, даже если один из источников выйдет из строя. Достоинствами такой схемы являются простота и низкая стоимость реализации. Однако значительное падение напряжения на диодах резко сказывается на общей эффективности системы. Возникающие при этом потери мощности требуют дополнительных усилий по отводу тепла и приводят к увеличению площади печатной платы. Эти потери особенно велики при высоких выходных токах. В современных системах потери на диодах вызывают существенные проблемы и снижают эффективность других окружающих компонентов.

Если рассмотреть пример системы 12 В с выходным током 8 А, несложно рассчитать, что при прямом падении на диоде в 0,4 В суммарная выделяемая на нем мощность составит 3,2 Вт. Это неизбежно приводит к снижению КПД системы питания. Кроме того, в обязательном порядке придется искать способы рассеивать эту тепловую мощность.

Реализация схемы монтажного «ИЛИ» с помощью LM74610-Q1

Одним из способов снижения потерь мощности является замена диодов Шоттки полевыми MOSFET, управляемыми специальным контроллером. Прямое падение напряжения на транзисторе в открытом состоянии незначительно и зависит от величины сопротивления канала RDSON. При этом мощность потерь оказывается существенно меньше, чем в схеме с диодами при одинаковых протекающих токах. Схема с MOSFET более сложная, зато она не требует дополнительных радиаторов или, в случае мощных приложений, массивных теплоотводящих полигонов заливки на печатной плате. Схема с транзисторами демонстрирует десятикратное сокращение потерь мощности по сравнению со схемой монтажного «ИЛИ» на диодах.

Читайте так же:
Аппарат для приготовления мягкого мороженого

N-канальный полевой транзистор под управлением LM74610-Q1 выполняет роль идеального выпрямителя в схеме монтажного «ИЛИ» (рисунок 2). Напряжение «сток-исток» VDS каждого MOSFET контролируется с помощью входов ANODE и CATODE микросхемы LM74610-Q1. Встроенный повышающий регулятор используется для формирования напряжения на затворе транзистора. Так как 98% времени ток течет непосредственно через MOSFET, то большую часть времени падение напряжения оказывается существенно меньшим, чем прямое падение на диоде. Обратный диод транзистора проводит ток только 2% времени, в течение которого производится полный заряд конденсатора повышающего преобразователя.

Рис. 2. Схема монтажного «ИЛИ » на базе LM74610-Q1

Рис. 2. Схема монтажного «ИЛИ » на базе LM74610-Q1

При первоначальной подаче питания токи нагрузки от источников (Id) будут течь через обратные диоды обоих транзисторов. Это приведет к появлению на них падения напряжения (Vf). Если это положительное напряжение — то оно используется для зарядки конденсатора повышающего преобразователя Vcap. Когда напряжение на Vcap достигает верхнего порогового значения 6,1 В, происходит открытие транзистора. До тех пор, пока конденсатор Vcap не разрядится до нижнего порогового напряжения около 5,1 В, на затворе сохранится высокий потенциал, а ток будет протекать через ключ.

Если в схеме монтажного «ИЛИ» источники питания имеют различные выходные напряжения, то напряжение общей точки будет соответствовать наибольшему из них на данный момент. В таком случае возможно протекание обратных токов от общей точки к наиболее низковольтному источнику. Диоды Шоттки показывают высокую эффективность при блокировке таких токов. А вот у схемы с транзисторами в некоторых случаях имеется недостаток. Когда полевой транзистор открыт, он может проводить ток в обоих направлениях. Если один из источников имеет наиболее высокое напряжение, из-за чего происходит авария, например, короткое замыкание на землю, то через соответствующий транзистор начнет протекать значительный обратный ток до тех пор, пока на затворе присутствует отпирающее напряжение. Если такая ситуация сохраняется длительное время — то на выходе монтажного «ИЛИ» будет наблюдаться просадка напряжения и конечная система останется без питания.

Быстрое выключение в схеме монтажного «ИЛИ» на основе LM74610-Q1

В схеме монтажного «ИЛИ» требуется максимально быстро отключать полевой транзистор при возникновении обратных токов, чтобы минимизировать длительность их протекания. Микросхемы LM74610-Q1 постоянно контролируют разницу потенциалов на выводах ANODE и CATHODE – напряжение между выходами источников питания (PS1, PS2) и общей точкой схемы монтажного «ИЛИ». Если выходное напряжение любого из источников оказывается ниже, чем напряжение общей точки, то на выводе CATHODE будет больший потенциал, чем на выводе ANODE. При обнаружении этого отрицательного напряжения вывод Pull-Down уже через 2 мкс (типовое значение) формирует запирающий сигнал на затворе транзистора. Эта функция быстрого выключения ограничивает длительность протекания обратного тока. Ток утечки LM74610-Q1 не превышает 110 мкА, что гораздо меньше, чем значение обратного тока диода Шоттки (15 мА). На рисунке 3 представлена осциллограмма отклика LM74610-Q1 при возникновении отрицательного напряжения между выводами ANODE и CATHODE.

Рис. 3. Осциллограмма работы отклика LM74610-Q1 при возникновении обратного напряжения

Рис. 3. Осциллограмма работы отклика LM74610-Q1 при возникновении обратного напряжения

На осцилограмме видно высокоскоростное выключение внешнего MOSFET после аварии на источнике питания, вызвавшей возникновение обратных токов через транзистор.

Преимущества использования LM74610-Q1

Использование LM74610-Q1 в схемах монтажного «ИЛИ» дает следующие преимущества:

  • Прямое падение напряжения гораздо меньше, чем при использовании диодов Шоттки. Оно зависит от сопротивления канала используемых MOSFET-транзисторов.
  • Меньшее значение прямого падения напряжения приводит к меньшим потерям мощности по сравнению со схемой на диодах Шоттки.
  • высочайший КПД LM74610-Q1, который не зависит от организации теплоотвода в схеме.
  • Высокая точность при измерении обратных токов через MOSFET.
  • Схема быстрого выключения ограничивает импульсы токов обратной полярности при возникновении аварийных ситуаций на источниках питания.
  • Суммарные габариты 8-выводного корпуса VSSOP, внешнего транзистора и конденсатора повышающего преобразователя сопоставимы с размерами диода Шоттки в корпусном исполнении D2PAK.

Типовая схема включения LM74610-Q1 показана на рисунке 4.

Рис. 4. Схема монтажного «ИЛИ » с использованием LM74610-Q1

Рис. 4. Схема монтажного «ИЛИ » с использованием LM74610-Q1

Результаты испытаний

Отказ источника питания 1. На рисунке 5 изображена осциллограмма работы системы монтажного «ИЛИ» с использованием LM74610-Q1 при токе 5 А и напряжении питания 12 В.

Рис. 5. Осциллограмма работы схемы монтажного «ИЛИ » при отказе источника питания PS1

Рис. 5. Осциллограмма работы схемы монтажного «ИЛИ » при отказе источника питания PS1

Отказ источника питания 2. На рисунке 6 изображена осциллограмма работы системы монтажного «ИЛИ» с использованием LM74610-Q1 при токе 5 А и напряжении питания 12 В.

Рис. 6. Осциллограмма работы схемы монтажного «ИЛИ » при отказе источника питания PS2

Рис. 6. Осциллограмма работы схемы монтажного «ИЛИ » при отказе источника питания PS2

Повышение напряжения источника 2. На рисунке 7 изображена осциллограмма работы системы монтажного «ИЛИ» с использованием LM74610-Q1 при токе 5 А и напряжении питания 12 В.

Рис. 7. Осциллограмма работы схемы монтажного «ИЛИ » при увеличении напряжения источника питания PS2

Рис. 7. Осциллограмма работы схемы монтажного «ИЛИ » при увеличении напряжения источника
питания PS2

Флуктуации выходных напряжений источников питания. На рисунке 8 изображена осциллограмма работы системы монтажного «ИЛИ» с использованием LM74610-Q1 при токе 5 А и напряжении питания 12 В.

Читайте так же:
Фигурная пила по дереву

Рис. 8. Осциллограмма работы схемы монтажного «ИЛИ » при росте напряжения источника питания PS2

Рис. 8. Осциллограмма работы схемы монтажного «ИЛИ » при росте напряжения источника питания PS2

Отклик системы при прерывистом напряжении источников питания. На рисунке 9 изображена осциллограмма работы системы монтажного «ИЛИ» с использованием LM74610-Q1 при токе 5 А и напряжении питания 12 В.

Рис. 9. Осциллограмма работы схемы монтажного «ИЛИ » при прерывистом питающем напряжении источника питания

Рис. 9. Осциллограмма работы схемы монтажного «ИЛИ » при прерывистом питающем напряжении
источника питания

Диод Шоттки

Диод полупроводниковый, применяющий в принципе своей работы барьерный эффект, носит имя немецкого учёного, его описавшего, – Вальтера Шоттки.

Внешний вид диода Шоттки

Важно! Барьерный эффект – серьёзное влияние общего объемного заряда на развитие разряда в промежутке с резко неравномерным полем.

Дополнительная информация. Что такое диод – электронный элемент, обладающий неодинаковой возможностью проводить электрический ток, в зависимости от его направления.

Диод Шоттки: принцип работы

От классического вида вентиль Шоттки отличается тем, что основу его работы составляет пара полупроводник-металл. Зачастую эта пара упоминается как барьер Шоттки. Этот барьер, кроме схожей с p-n переходом способности проводить электричество в одну сторону, обладает несколькими полезными особенностями.

Арсенид галлия и кремний – основные поставщики материала для производства электронного элемента в промышленных условиях. В более редких случаях используют драгоценные химические элементы: платина, палладий и им подобные.

Его графическое условное выражение на электрических схемах не совпадает с классическими диодами. Маркировка электронных элементов похожа. Также встречаются двойные диоды в виде сборки.

Важно! Двойной диод – это пара диодов, совмещенных в общем объеме.

Диод Шоттки, обозначение

Диод Шоттки, обозначение

Сдвоенный диод с барьером Шоттки

У сдвоенных вентилей выходы катодов или анодов совмещены. Отсюда следует, что такое изделие обладает тремя концами. Сборки с общим катодом, например, работают там, где требуются импульсные блоки питания. Диоды Шоттки с общим анодом используются существенно реже.

Диоды находятся в едином корпусе и используют для их изготовления одну технологию производства, поэтому по набору своих параметров они как близнецы-братья. Температура работы у них тоже одинаковая, т.к. находятся в общем пространстве. Данное свойство значительно уменьшает необходимость их замены из-за потери работоспособности.

Самые важные отличительные свойства рассматриваемых вентилей – это незначительное прямое падение напряжения (до 0,4 В) в момент перехода и высокое время срабатывания.

Однако упомянутая величина падения напряжения обладает узким диапазоном прикладываемого напряжения – не более 60 В. И сама эта величина мала, что задаёт достаточно узкий спектр применения данных диодов. Если напряжение превысит указанную величину, барьерный эффект исчезает, и диод начинает работать в режиме обычного выпрямительного диода. Обратное напряжение для большинства из них не выходит за рамки 250 В, однако существуют образцы с величиной обратного напряжения 1,2 кВ.

При проектировании электрических схем проектировщики частенько на принципиальных схемах диод Шоттки не выделяют графически, однако в спецификации к заказу указывают на его использование, прописывая в типе. Поэтому при заказе оборудования на это нужно обращать пристальное внимание.

Из неудобств в работе с вентилями с барьером Шоттки необходимо отметить их чрезвычайную «нежность» и нетерпимость к малейшему, даже очень короткому по времени превышению номинала обратного напряжения. В этом случае они просто выходят из строя и больше не восстанавливаются, что, в сравнении с кремниевыми диодами, не идёт им на пользу, т.к. последние обладают свойством самовосстановления, после чего могут продолжать работать в обычном режиме, не требуя замены. Также нельзя забывать, что обратный ток в них критически зависит от градуса перехода. При появлении значительного значения обратного тока, пробоя не избежать.

Повышенная рабочая частота вследствие незначительной емкости переходных процессов и короткого периода восстановления по причине серьёзного быстродействия – те положительные свойства, позволяющие использовать данные диоды, например, радиолюбителям. Также применяют их на частотах, достигающих нескольких сотен кГц, например, в импульсных выпрямителях. Большое количество произведённых диодов уходит для использования в микроэлектронике. Современный уровень развития науки и промышленности дозволяет использовать в процессе изготовления вентилей с барьером Шоттки нано технологии. Созданные таким образом вентили применяют для шунтирования транзисторов. Данное решение серьёзно увеличивает срабатывание последних.

Диоды Шоттки в источниках питания

В компьютерных блоках питания очень часто расположены вентили Шоттки. Пятивольтовое напряжение обеспечивает серьёзный ток в десятки ампер, что для низковольтных систем питания является рекордом. Для этих блоков питания и применяют вентили Шоттки. В основном, используются сдвоенные диоды с единым катодом. Ни один качественный современный питающий блок компьютеров не обходится без такой сборки.

Диагноз. «Перегоревший» питающий блок электронного устройства чаще всего означает необходимость замены сгоревшей сборки Шоттки. Причины неисправности всего две: увеличенный ток утечки и электрический пробой. При наступлении описанных состояний электрическое питание на компьютер перестаёт подаваться. Защитные механизмы сработали. Рассмотрим, как это происходит.

Принципиальная схема импульсного блока питания

Напряжение на входе компьютера отсутствует на постоянной основе. Блок питания полностью заблокирован вшитой в компьютер защитой.

Бывает «непонятная» ситуация: вентилятор охлаждения то начинает работать, то опять характерный шум пропадает. Это означает, что напряжение на входе компьютера (выходе питающего блока) то появляется, то исчезает. Т.е. защита отрабатывает периодические ошибки, но блокировать полностью источник не спешит. Появился неприятный запах, идущий от горячего блока? Диодный блок точно требует замены. Ещё один способ домашней диагностики: при большой нагрузке центрального процессора питающий блок отключился сам по себе. Это признак утечки.

После ремонта блока питания, связанного с заменой сдвоенных диодов Шоттки, необходимо «прозвонить» и транзисторы. При обратной процедуре диоды также требуют проверки. Особенно это правило актуально, если причиной ремонта стала утечка.

Читайте так же:
Красивая проводка в деревянном доме

Проверка диодов Шоттки

Бытовой мультиметр хорошо справляется с задачей проверки любого вида диодов с барьером Шоттки. Способ проверки очень схож с проверкой рядового диода. Однако есть свои секреты. Электронный элемент с утечкой особенно тяжело поддаётся корректной проверке. Во-первых, диодную сборку необходимо извлечь из схемы. Для этого потребуется паяльник. Если диод пробит, то сопротивление, близкое к нулю, во всех возможных режимах работы подскажет о его неработоспособности. По физическим процессам это напоминает замыкание.

«Утечка» диагностируется сложнее. Самый распространённый мультиметр для населения – dt-830, в большинстве случаев измерений в положении «диод» не увидит проблему. При переведении регулятора в положение «омметр» омическое сопротивление уйдёт в бесконечность. Также прибор не должен показывать наличие Омического сопротивления. В противном случае требуется замена.

Тестирование диодов Шоттки

Диоды Шоттки распространены в электрике и радиоэлектронике. Область их использования широкая, вплоть до приёмников альфа излучения и различных космических аппаратов.

Видео

Диод шоттки схема включения

Как показывает текущая статистика отказов современных системных блоков питания, наибольшее количество неисправностей возникает цепях источников питания. Отказы силовых транзисторных ключей (наиболее типовая неисправность блоков питания предыдущих поколений) время случаются крайне редко, что является показателем тех успехов, которые были достигнуты пятилетие производителями силовой полупроводниковой электроники. Одним проблематичных узлов современных блоков питания становятся вторичные выпрямители Шоттки, что обусловлено большими значениями выходных токов блока питания. Именно высокая частота отказов диодов Шоттки стала основанием для появления этой публикации нашего журнала.

Диод Шоттки (назван немецкого физика Baльтера Шоттки) – полупроводниковый диод падением напряжения при прямом включении. Диоды Шоттки используют переход металл-полупроводник барьера Шоттки (вместо перехода, как диодов). Допустимое обратное напряжение промышленно выпускаемых диодов Шоттки ограничено (MBR40250 большинство диодов Шоттки применяется цепях при обратном напряжении порядка единиц

Достоинства диодов Шоттки

время как обычные кремниевые диоды имеют прямое падение напряжения около 0.6 – 0.7 В, применение диодов Шоттки позволяет снизить это значение до 0.2 – 0.4 малое прямое падение напряжения присуще только диодам Шоттки обратным напряжением порядка десятков вольт. обратных напряжениях, прямое падение становится сравнимым параметром кремниевых диодов, что ограничивает применение диодов Шоттки низковольтными цепями. Например, для силового диода Шоттки 30Q150 возможным обратным напряжением (150 В) при прямом токе падение напряжение нормируется от 0.75 В (T = 125°C) до 1.07 В (T = −55°C).

Барьер Шоттки также имеет меньшую электрическую ёмкость перехода, что позволяет заметно повысить рабочую частоту диода. используется микросхемах, где диодами Шоттки шунтируются переходы транзисторов логических элементов. электронике малая ёмкость перехода короткое время восстановления) позволяет строить выпрямители, работающие кГц Например, диод MBR4015 (15 В, оптимизированный под высокочастотное выпрямление, нормирован для работы при dV/dt до

Благодаря лучшим временным характеристикам емкостям перехода, выпрямители Шоттки отличаются диодных выпрямителей пониженным уровнем помех, что делает предпочтительными для применения блоках питания аналоговой аппаратуры.

Недостатки диодов Шоттки

при кратковременном превышении максимального обратного напряжения, диод Шоттки необратимо выходит диодов, которые переходят обратного пробоя, условии непревышения рассеиваемой максимальной мощности, после падения напряжения диод полностью восстанавливает свои свойства.

диоды Шоттки характеризуются повышенными (относительно обычных кремниевых диодов) обратными токами, возрастающими температуры кристалла. 30Q150 обратный ток при максимальном обратном напряжении изменяется от 0.12 мА при +25°C до 6.0 мА при +125°C. диодов ТО-220 обратный ток может превышать величину миллиампер до при +125°C). условиях теплоотвода положительная обратная связь по теплу Шоттки приводит катастрофическому перегреву.

характеристика барьера Шоттки имеет ярко выраженный несимметричный вид. прямых смещений ток экспоненциально растёт приложенного напряжения. обратных смещений ток случаях, при прямом смещении, ток Шоттки обусловлен основными носителями электронами.

shotki 1

По этой причине диоды барьера Шоттки являются быстродействующими приборами, поскольку отсутствуют рекомбинационные процессы. Несимметричность характеристики барьера Шоттки является типичной для барьерных структур. Зависимость тока структурах обусловлена изменением числа носителей, принимающих участие зарядопереноса. напряжения заключается числа электронов, переходящих части барьерной структуры

Диоды Шоттки питания

В системных блоках питания, диоды Шоттки используются для выпрямления тока каналов +3.3В и +5В, а, как известно, величина выходных токов этих каналов составляет десятки ампер, что приводит очень серьезно относиться быстродействия выпрямителей потерь. Решение этих вопросов способно значительно увеличить КПД источников питания надежность работы силовых транзисторов первичной части блока питания.

Итак, для уменьшения динамических коммутационных потерь режима короткого замыкания при переключении, сильноточных каналах (+3.3В и +5В), где эти потери наиболее значительны, выпрямительных элементов используются диоды Шоттки. Применение диодов Шоттки каналах обусловлено следующими соображениями:

1) Диод Шоттки является практически безынерционным прибором малым временем восстановления обратного сопротивления, что приводит обратного вторичного тока и броска тока через коллекторы силовых транзисторов первичной части переключения диода. степени снижает нагрузку транзисторы, и, как результат, увеличивает надежность блока питания.

2) Прямое падение напряжения Шоки также очень мало, что при величине тока обеспечивает значительный выигрыш

Так как блоках питания очень мощным становится напряжения +12В, то применение диодов Шоттки канале также значительный энергетический эффект, однако +12В нецелесообразно. что при обратном напряжении свыше 50В (а +12В обратное напряжение может достигать величины и 60В) диоды Шоттки начинают плохо переключаться (слишком долго этом возникают значительные обратные токи утечки), что приводит всех преимуществ Поэтому +12В используются быстродействующие кремниевые импульсные диоды. сейчас выпускаются диоды Шоттки и обратным напряжением, но питания считается нецелесообразным по разным причинам, числе плана. правилах имеются исключения, поэтому блоках питания можно встретить диодные сборки Шоттки и +12В.

Читайте так же:
Циркуль для ручного фрезера

В современных системных блоках питания компьютеров диоды Шоттки представляют собой, как правило, диодные сборки диодов (диодные полумосты), что однозначно повышает технологичность блоков питания, улучшает условия охлаждения диодов. Использование отдельных диодов а сборок, является сейчас показателем низкокачественного блока питания.

shotki 6

Диодные сборки выпускается, типах корпусов

diodishotki 2

— TO-220 (менее мощные сборки токами до иногда до 25-30А);

— TO-247 (более мощные сборки токами

— TO-3P (мощные сборки).

Электрическая схема диодной сборки Шоттки представлены на

diodishotki 4

Электрические характеристики диодных сборок, наиболее часто используемых системных блоках питания представлены

Взаимозаменяемость диодных сборок определяется, исходя из Естественно, что при невозможности использовать диодную сборку характеристиками, лучше проводить замену значениями тока случае гарантировать стабильную работу блока питания будет невозможно. Известны случаи, когда производители применяют блоках питания диодные сборки запасом по мощности (хотя чаще приходится наблюдать ситуацию, как раз, обратную), ремонте можно установить прибор значениями тока или напряжения. Однако при такой замене необходимо самым тщательным образом проанализировать характеристики блока питания нагрузки, ответственность такой доработки, естественно, ложится специалиста, производящего ремонт.

Проявление неисправностей диодов Шоттки

Как уже отмечалось, неисправность диодов Шоттки является одной проблем современных блоков питания. предварительным признакам можно предположительно определить Таких признаков несколько.

при пробоях вторичных выпрямительных диодов, как правило, срабатывает защита, питания проявляться

1) При включении блока питания вентилятор «дергается», совершает несколько оборотов после этого выходные напряжения полностью отсутствуют, источник питания блокируется.

2) После включения блока питания вентилятор «дергается» постоянно, блока питания можно наблюдать пульсации напряжения, защита срабатывает периодически, питания при этом полностью

3) Признаком неисправности диодов Шоттки является чрезвычайно сильный разогрев вторичного радиатора, они установлены.

4) Признаком утечки диодов Шоттки может являться самопроизвольное выключение блока питания, при увеличении нагрузки (например, при запуске программ, обеспечивающих 100% загрузку процессора), невозможность запустить компьютер после «апгрейда», хотя мощность блока питания является достаточной.

Кроме того, необходимо осознавать, что питания схемотехникой, утечки выпрямительных диодов приводят первичной цепи и тока через силовые транзисторы, что может стать причиной Таким образом, профессиональный подход блоков питания, диктует обязательную проверку вторичных выпрямительных диодов при каждой замене силовых транзисторов-ключей первичной части блока питания.

Диагностика диодов Шоттки

Проверка диагностика диодов Шоттки, является достаточно непростым делом, многое здесь определяется типом используемого измерительного прибора подобных измерений, хотя определить обычный пробой одного или двух диодов диодной сборки Шоттки особого труда. необходимо выпаять диодную сборку тестером оба диода согласно схеме диагностике тестер необходимо установить проверки диодов. Неисправный диод направлениях покажет одинаковое сопротивление (как правило, очень малое, покажет короткое замыкание), что непригодность для дальнейшего использования. Однако явные пробои диодных сборок встречаются очень

diodishotki 3

В приходится иметь дело (причем зачастую утечками) диодов Шоттки. утечки, выявить таким способом невозможно. «Утекающий» диод при проверках тестером «диод» является большинстве случаев полностью исправным. Гарантированную точность диагностики, взгляд, позволяет дать только такой метод, как замена диода исправный аналогичный прибор.

Но выявить «подозрительный» диод можно попытаться методики, заключающейся сопротивления его обратного перехода. будем пользоваться проверки диодов, омметром.

Внимание! этой методики следует помнить, что разные тестеры могут давать отличающиеся показания, что объясняется различием самих тестеров.

Итак, устанавливаем предел измерений [20К] обратное сопротивление диода практика, исправные диоды пределе измерений должны показывать бесконечно большое сопротивление.

shotki 5

при измерении выявляется некоторое, как правило, небольшое сопротивление то такой диод можно считать «очень подозрительным» лучше заменить, или проверить методом замены. проводить проверку измерений [200К], то даже исправные диоды могут показывать направлении очень небольшое сопротивление (единицы кОм), поэтому использовать предел [20К]. Естественно, что пределах измерений (2 Мом, даже абсолютно исправный диод оказывается полностью открытым, его переходу прикладывается слишком высокое (для диодов Шоттки) обратное напряжение. [200К] можно проводить проверку сравнительным методом, брать гарантированно-исправный диод, измерять его обратное сопротивление проверяемого диода. Значительные отличия измерениях будут указывать замены диодной сборки.

Иногда встречаются ситуации, когда выходит только один сборки. случае неисправность также легко выявляется методом сравнения обратного сопротивления двух диодов одной сборки. Диоды одной сборки должны иметь одинаковое сопротивление.

Предложенную методику можно дополнить еще устойчивость. проверки заключается момент времени, когда проверяется сопротивление обратного перехода измерений [20K] абзац), необходимо коснуться разогретым паяльником контактов диодной сборки, обеспечивая тем самым прогрев Неисправная диодная сборка практически мгновенно начинает «плыть», сопротивление начинает очень быстро уменьшаться, время как исправная диодная сборка достаточно долго удерживает обратное сопротивление большом значении. очень важна, при работе диодная сборка сильно нагревается нагрева изменяет свои характеристики. Рассмотренная методика обеспечивает проверку устойчивости характеристик диодов Шоттки колебаниям, ведь увеличение температуры корпуса до 125°C увеличивает значение обратного тока утечки раз

Вот так можно попытаться проверить диод Шоттки, однако предложенными методиками злоупотреблять, проводить проверки большом пределе измерений сопротивления сильно разогревать диод, теоретически, все это может привести

Кроме того, отказа диодов Шоттки под действием температуры, необходимо строго соблюдать все рекомендуемые условия пайки (температурный режим пайки). отдать должное производителям диодов, так как многие добились того, что монтаж сборок можно осуществлять при высокой температуре 250 °C

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector