ה דיודת שוטקי או מיישר מחסום שוטקי נקרא על שם הפיזיקאי הגרמני 'וולטר ה 'שוטקי', הוא דיודת מוליכים למחצה שתוכננה במתכת על ידי צומת מוליכים למחצה. יש לו ירידה במתח נמוך קדימה ופעולת מיתוג מהירה מאוד. בימים הראשונים של הגלאי האלחוטי של החתול משמשים ויישומי חשמל מוקדמים משתמשים במיישרים מתכתיים שניתן למדוד דיודות שוטקי פרימיטיביות. למרות העובדה כי בסיכוי האלקטרוניקה ההייטק של ימינו לדיודות אלה יש מספר יישומים. למעשה, זהו אחד המכשירים המוליכים למחצה הוותיקים ביותר במציאות. כמכשיר מוליך למחצה מתכתי, ניתן לייחס את היישומים שלו עוד לפני שנת 1900, שם גלאי קריסטל, גלאי שפם חתול וכדומה היו דיודות מחסום שוטקי.
מיישר מחסום שוטקי?
מחסום שוטקי דיודת מיישר היא רכיב אלקטרוני המשמש בדרך כלל ביישומי RF כמו מיקסר או דיודת גלאי. דיודה זו משמשת גם ביישומי חשמל כמו מיישר בגלל התכונות שלה כמו ירידת המתח הנמוכה הנמצאת חשובה לרמות נמוכות יותר של אובדן חשמל לעומת נורמלי. דיודות צומת PN.
מיישר מחסום שוטקי
הסמל של דיודת שוטקי דומה לסמל מעגל הדיודות הבסיסי. נבדל בין סמל דיודה זה סוגים אחרים של הדיודה על ידי הוספת שתי הרגליים הנוספות על הבר על הסמל.
סמל מיישר מחסום שוטקי
בניית דיודת מחסום שוטקי
בדיודה זו, חיבור שנוצר בין מתכת למוליכים למחצה ליצירת מחסום שוטקי, כלומר הצד המתכתי מתפקד כאנודה ומוליכים למחצה מסוג n עובדים כקטודה. בחירת השילוב של המתכת והמוליכים למחצה קובעת את המתח הקדמי של הדיודה. שני מוליכים למחצה מסוג p וגם מסוג n יכולים להגדיל את מחסומי שוטקי אך למוליכים למחצה מסוג p יש ניגודיות מתח קדימה נמוך למוליכים למחצה מסוג n.
בניית דיודת מחסום שוטקי
כידוע, מתח קדימה הוא ביחס הפוך לזרם היציאה, כלומר אם מתח זה נמוך אז זרם היציאה ההפוכה הוא גבוה שאינו עדיף. לכן אנו משתמשים בסוג n חומר מוליך למחצה בדיודה זו. מתכות אופייניות המשמשות להרכבת דיודת מחסום שוטקי הן פלטינה, טונגסטן או כרום, מוליבדן, פלדיום סיליקיד, פלטינה סיליקיד, זהב וכו '.
עבודה של דיודת מחסום שוטקי
כפי שמוצג באיור שלהלן, כאשר המתח מוחל על הדיודה באופן שהמתכת היא + Ve ביחס ל המוליך למחצה . זהו מכשיר חד קוטבי מכיוון שיש לו אלקטרונים כנושאי מטען ברוב משני צידי הצומת. כאשר שני אלה מובאים במגע, אלקטרונים מתחילים לזרום בשני הכיוונים על פני ממשק מוליכים למחצה.
עבודה של דיודת מחסום שוטקי
לכן אין צורות אזור דלדול ליד הצומת כלומר, אין זרם גדול מהמתכת למוליך למחצה בהטיה הפוכה. בגלל הזמן של רקומבינציה של חורי אלקטרונים, העיכוב שם בדיודות הצומת אינו קיים. למוליכים למחצה מסוג N יש אנרגיה פוטנציאלית מעולה כניגוד לאלקטרונים של מתכות. המתח המוגבר על פני הדיודה יהיה כנגד הפוטנציאל המובנה ויהפוך את זרימת הזרם לפשוטה.
יתרונות וחסרונות
דיודות שוטקי משמשות בהרבה יישומים שבהם סוגים אחרים של הדיודה לא יבוצעו גם כן. הם מציעים מספר יתרונות הכוללים את הדברים הבאים.
- מתח הפעלה נמוך
- זמן התאוששות מהיר
- קיבול צומת נמוך
- יעילות גבוהה וצפיפות זרם גבוהה
- דיודות אלה פועלות בתדרים גבוהים.
- דיודות אלה מייצרות פחות רעש מיותר מאשר דיודת צומת P-N
- החיסרון העיקרי של דיודת שוטקי הוא שהיא מייצרת זרם רוויה הפוך גדול יותר מאשר דיודת צומת ה- p-n
מאפייני V-I
- מאפייני ה- V-I של דיודת שוטקי מוצגים באיור להלן. הקו האנכי באיור מסמל את זרימת הזרם בדיודה והקו האופקי מסמל את המתח המופעל על פני הדיודה.
- מאפייני ה- V-I של דיודה זו קשורים בקירוב לדיודת צומת ה- P-N. אבל ירידת המתח הקדמית של דיודה זו קטנה מאוד לעומת דיודת צומת ה- P-N.
- ירידת המתח הקדמית של דיודת שוטקי נעה בין 0.2 ל -0.3 וולט ואילו נפילת המתח הקדמית של דיודת צומת ה- P-N נעה בין 0.6 ל -0.7 וולט.
- אם מתח הטיה קדימה עדיף על 0.2 או 0.3 וולט, אז זרימת הזרם מתחילה לזרום דרך הדיודה.
- בדיודה זו, זרם הרוויה ההפוך קורה במתח נמוך מאוד בניגוד לדיודת הסיליקון.
מאפייני V-I של דיודת שוטקי לעומת דיודה רגילה
יישומים של דיודת שוטקי
שוטקי דיודות משמשות למטרות רבות הכוללים את הדברים הבאים
- דיודות שוטקי משמשות כמיישרים במעגלי יישומים בעלי הספק גבוה
- דיודות שוטקי משמשות ביישומים שונים כמו RF, חשמל, איתור אותות, מעגלים לוגיים
- דיודות שוטקי ממלאות תפקיד מהותי במעגלי GaAs
- דיודות שוטקי המשמשות במערכת ה- PV (פוטו וולטאית) העומדת בפני עצירת פריקה של סוללות דרך הפאנלים הסולאריים בשעות הלילה וכן במערכת חיבור הרשת.
- דיודות שוטקי משמשות ביישומי הידוק מתח.
לפיכך, כל זה על מיישרי מחסום שוטקי ויישומיו. אנו מקווים שיש לך הבנה טובה יותר של מושג זה. יתר על כן, לכל ספק בנוגע למאמר זה או ליישום פרויקטים חשמליים כלשהם אנא הוסף את הצעותיך החשובות בסעיף ההערות להלן. הנה שאלה עבורך, מה הפונקציה העיקרית של דיודת שוטקי?
