דיודת שוטקי היא סוג אחד של רכיב אלקטרוני , המכונה גם דיודת מחסום. הוא נמצא בשימוש נרחב ביישומים שונים כמו מערבל, ביישומי תדר רדיו, וכמישר ביישומי חשמל. זו דיודה במתח נמוך. ירידת החשמל נמוכה יותר בהשוואה ל- דיודות צומת PN . דיודת שוטקי נקראת על שם המדען שוטקי. לפעמים מכנים אותה גם דיודת נשא חמה או דיודה אלקטרונית חמה ואפילו דיודת מחסום עילית. מאמר זה דן במה היא דיודת שוטקי, בנייה, יישומים, מאפיינים ויתרונות.
מהי דיודת שוטקי?
דיודת שוטקי מכונה גם דיודת נשא חמה דיודת מוליכים למחצה עם פעולת מיתוג מהירה מאוד, אך ירידת מתח קדימה נמוכה. כאשר זרם זורם דרך הדיודה יש ירידת מתח קטנה על פני מסופי הדיודה. בדיודה רגילה, ירידת המתח היא בין 0.6 ל 1.7 וולט, ואילו בדיודת שוטקי ירידת המתח נעה בדרך כלל בין 0.15 ל 0.45 וולט. ירידת מתח נמוכה זו מספקת מהירות מיתוג גבוהה יותר ויעילות מערכת טובה יותר. בדיודת שוטקי נוצר צומת מוליכים למחצה-מתכת בין מוליך למחצה למתכת ובכך נוצר מחסום שוטקי. מוליכים למחצה מסוג N פועלים כקטודה וצד המתכת משמש כאנודה של הדיודה.
דיודת שוטקי
בניית דיודות שוטקי
זהו צומת חד צדדי. צומת מוליכים למחצה מתכת נוצר בקצה אחד ומגע אחר של מוליכים למחצה מתכת נוצר בקצה השני. זהו מגע דו כיווני אוחמי אידיאלי ללא פוטנציאל הקיים בין המתכת למוליכים למחצה והוא אינו מתוקן. הפוטנציאל המובנה על פני דיודת המחסום שוטקי הפתוחה מאפיין את דיודת שוטקי.
מבנה פיזי של דיודות שוטקי
דיודת שוטקי היא פונקציה של צניחת טמפרטורה. זה יורד ומגדיל את ריכוז הסמים בטמפרטורה במוליכים למחצה מסוג N. למטרות ייצור משתמשים במתכות של דיודת המחסום שוטקי כמו מוליבדן, פלטינה, כרום, טונגסטן אלומיניום, זהב וכו ', והמוליך למחצה המשמש הוא מסוג N.
דיודת מחסום שוטקי
דיודת מחסום שוטקי מכונה גם שוטקי או דיודת מובילים חמה. דיודת מחסום שוטקי היא מוליך למחצה מתכתי. צומת נוצר על ידי הבאת קשר מתכתי עם חומר מוליך למחצה מסוג N המסומם בינוני. דיודת המחסום שוטקי היא מכשיר חד כיווני המוליך זרמי זרם רק לכיוון אחד (זרם זרם קונבנציונאלי מהמתכת למוליך למחצה)
דיודת מחסום שוטקי
מאפייני V-I של דיודת מחסום שוטקי
מאפייני ה- V-I של דיודת מחסום שוטקי נמצאים למטה
- ירידת המתח הקדמית של דיודת המחסום שוטקי נמוכה מאוד בהשוואה לדיודת צומת PN רגילה.
- ירידת המתח קדימה נעה בין 0.3 וולט ל 0.5 וולט.
- ירידת המתח הקדמית של מחסום שוטקי מורכבת מסיליקון.
- ירידת המתח קדימה מגדילה במקביל ומגדילה את ריכוז הסמים של מוליכים למחצה מסוג N.
- מאפייני ה- V-I של דיודת מחסום שוטקי הם תלולים מאוד בהשוואה למאפייני ה- V-I של דיודת צומת PN רגילה בשל הריכוז הגבוה של המובילים הנוכחיים.
רכיבים נוכחיים בדיודת שוטקי
המצב הנוכחי של דיודת מחסום שוטקי הוא באמצעות מובילי רוב, שהם אלקטרונים במוליכים למחצה מסוג N. הנוסחה בדיודת המחסום שוטקי היא
אניט= אניריכוך+ אנימנהור+ אניפליטה תרמיונית
איפה אני ריכוךהוא זרם דיפוזיה עקב שיפוע ריכוז וצפיפות זרם דיפוזיה י נ= ד נ* מה * dn / dx לאלקטרונים, איפה ד נהוא קבוע הדיפוזיה של האלקטרונים, q הוא המטען האלקטרוני = 1.6 * 10 19קולומבים, dn / dx הוא שיפוע ריכוז לאלקטרונים.
ITunnelling הוא זרם המנהרות עקב מנהרה מכנית קוונטית דרך המכשול. ההסתברות למנהור עולה עם הירידה במחסום או בפוטנציאל המובנה וירידה ברוחב שכבת הדלדול. זרם זה ביחס ישר לסבירות המנהור.
אני פליטה תרמיוניתהוא זרם עקב זרם פליטה תרמיוני. עקב תסיסה תרמית, לנשאים מסוימים יש אנרגיה שווה או גדולה יותר מאנרגיית ההולכה לממשק מוליך למחצה, ולזרם הנוכחי. זה נקרא זרם פליטה תרמיוני.
מכיוון שהזרם הזורם ישירות דרך דיודת המחסום שוטקי הוא באמצעות מובילי מטען. לפיכך, הוא מתאים ליישומי מיתוג במהירות גבוהה מכיוון שהמתח קדימה נמוך מאוד וזמן ההחלמה ההפוך קצר מאוד.
יישומים של דיודת שוטקי
דיודות שוטקי משמשות ליישומי הידוק מהמתח ולמניעת רווית טרנזיסטור עקב צפיפות הזרם הגבוהה בדיודת שוטקי. זו גם הייתה ירידת מתח קדימה נמוכה בדיודת שוטקי, היא מבוזבזת בפחות חום, מה שהופך אותם לבחירה יעילה עבור יישומים רגישים ויעילים מאוד. בגלל דיודת שוטקי המשמשת במערכות פוטו-וולטאיות עצמאיות במטרה למנוע מהסוללות להתרוקן למטרה פנלים סולאריים בלילה כמו גם במערכות המחוברות לרשת, המכילות מיתרים מרובים מחוברות בחיבור מקביל. דיודות שוטקי משמשות גם כמיישרים ב ספקי כוח .
היתרונות של דיודת שוטקי
דיודות שוטקי משמשות ביישומים רבים בהשוואה ל- סוגים אחרים של דיודות s שלא מתפקדים טוב.
- מתח הפעלה נמוך: מתח ההפעלה של הדיודה הוא בין 0.2 ל -0.3 וולט. עבור דיודת סיליקון, היא עומדת על 0.6 עד 0.7 וולט מדיודת סיליקון רגילה.
- זמן התאוששות מהיר: זמן התאוששות מהיר פירושו כמות קטנה של טעינה מאוחסנת שיכולה לשמש ליישומי מיתוג מהירים.
- קיבול צומת נמוך: הוא תופס שטח קטן מאוד, לאחר שהתוצאה מתקבלת ממגע נקודת חוט של הסיליקון. מכיוון שרמות הקיבול קטנות מאוד.
תכונות של דיודת שוטקי
התכונות של דיודת שוטקי כוללות בעיקר את הדברים הבאים
- יעילות גבוהה יותר
- ירידת מתח קדימה נמוכה
- קיבול נמוך
- חבילת הרכבה עילית עם פרופיל נמוך, קטנה במיוחד
- טבעת מגן משולבת להגנה מפני מתח
לפיכך, כל זה עובד על דיודות שוטקי ועקרון העבודה והיישומים שלה. אנו מקווים שיש לך הבנה טובה יותר של מושג זה. יתר על כן, לכל ספק בנוגע למאמר זה או פרויקטים של חשמל ואלקטרוניקה אנא הוסף את הצעותיך החשובות בסעיף ההערות למטה. הנה שאלה עבורך, מה הפונקציה העיקרית של דיודת שוטקי?
נקודות זיכוי:
- דיודת שוטקי ויקימדיה
- בניית דיודות שוטקי ומאפייני V-I הדרכות ecet
- דיודת מחסום שוטקי רדיו אלקטרוניקה
