Většina moderních rádiových obvodů používá Schottkyho diodu. Jeho působení je založeno na fyzikálním efektu objeveném německým vědcem Walterem Schottkym, a proto nese jeho jméno. Tento prvek má mnoho stejných parametrů jako konvenční diody, ale má také značné rozdíly.
Obsah
- Princip činnosti a označení
- Pozitivní a negativní vlastnosti
- Rozsah použití a oblíbené modely
- Diagnostika možných poruch
Princip činnosti a označení
Pokud je konvenční polovodičová dioda založena na vlastnostech p-n přechodu, pak je princip činnosti Schottkyho diody založen na vlastnostech přechodu při kontaktu kovu a polovodiče. Takový kontakt se ve fyzice nazýval „Schottkyho bariéra“. Nejčastěji používaným polovodičem je arsenid galia (GaAs), a z kovů se používají především:
-
wolfram; - Platina;
- stříbrný;
- zlato;
- palladium.
Na rádiových obvodech je označení Schottkyho diody podobné označení běžného polovodičového prvku, ale je zde patrný rozdíl: ze strany katoda, kde je malá čára kolmá na hlavní čáru, její okraje jsou navíc ohnuty v různých směrech v pravém úhlu nebo s hladkým ohyb.
Někdy je obtížné tento prvek graficky označit na schematických diagramech, je nakreslen jako běžná dioda a typ je navíc uveden ve specifikaci.
Pozitivní a negativní vlastnosti
Schottkyho polovodičový prvek je díky svým pozitivním vlastnostem široce používán v různých elektronických a radiotechnických zařízeních. Patří mezi ně následující:
- velmi nízký úbytek napětí na přechodu, jehož maximální hodnota je pouze 0,55 V;
- vysoká rychlost odezvy;
- nízká bariérová (přechodová) kapacita, která umožňuje použití Schottkyho diody v obvodech s vysokou proudovou frekvencí.
Existuje ale také několik negativních vlastností, které je třeba vzít v úvahu při použití tohoto radiotechnického prvku. A to:
- okamžitá nevratná porucha i při krátkodobém zvýšení zpětného napětí nad mezní hodnotu;
- výskyt tepelného průrazu na zpětném proudu v důsledku uvolnění tepla;
- úniky diod jsou běžné a je obtížné je identifikovat.
Rozsah použití a oblíbené modely
Polovodičový rádiový prvek Schottky se vyznačuje absencí difúzní kapacity v důsledku absence menšinových nosičů. Proto je tento prvek především mikrovlnnou diodou širokého spektra aplikací. Používá se v roli následujících prvků:
- tenzometr;
- přijímač záření;
- modulátor světla;
- detektor jaderného záření;
- vysokofrekvenční usměrňovač proudu.
U většiny těchto prvků je bohužel pozorován malý pokles napětí při provozním napětí v rozsahu 55-60 V. Pokud je napětí vyšší než tato hodnota, pak má Schottkyho dioda stejné kvality jako běžný polovodičový prvek na bázi křemíku. Maximální zpětné napětí je obvykle v řádu 250 V, ale existují speciální modely, které vydrží i 1200 V (například VS-10ETS12-M3).
Z duálních modelů je mezi radioamatéry oblíbený 60CPQ150. Tento radiový prvek má maximální zpětné napětí 150 V a každá jednotlivá dioda ze sestavy je navržena tak, aby vedla proud v přímém spojení o síle 30 A. Ve výkonných spínaných zdrojích se občas můžete setkat s modelem VS-400CNQ045, u kterého výstupní proud po usměrnění dosahuje 400 A.
Mezi radioamatéry jsou oblíbené Schottkyho diody řady 1N581x. Vzorky jako 1N5817, 1N5818, 1N5819 mají maximální jmenovitý dopředný proud 1 A a jejich zpětné napětí je 20-40 V. Pokles napětí na přepážce (křižovatce) v rozsahu od 0,45 do 0,55 V. Také v radioamatérské praxi se vyskytuje prvek 1N5822 se stejnosměrným proudem do 3A.
Na deskách plošných spojů jsou použity miniaturní diody řady SK12 - SK16. I přes své velmi malé rozměry snesou dopředný proud až 1 A a „zpětné“ napětí se pohybuje od 20 do 60 V. Existují také výkonnější diody, například SK36. Jeho stejnosměrný proud dosahuje 3 A.
Diagnostika možných poruch
Existují pouze tři typy možných poruch. Jedná se o poruchu, rozbití a únik. Pokud lze první dva typy diagnostikovat nezávisle doma pomocí konvenčního multimetru, pak třetí poruchu doma prakticky nelze diagnostikovat.
Aby bylo možné spolehlivě určit poruchu diody, musí být odstraněna z obvodu, jinak by posunování přes jiné prvky obvodu zkreslilo získané údaje. Při průrazu se prvek chová jako normální vodič. Při měření jeho odporu v obou směrech bude měřidlo "0". V případě prasknutí díl vůbec nepropouští elektrický proud v žádném směru. Jeho odpor je v každém směru roven nekonečnu.
Nepřímým znakem netěsnosti prvku je jeho nestabilní provoz. Někdy může dojít ke spuštění vestavěné ochrany v napájení počítače, monitoru atd.
Není možné určit únik pomocí multimetru, protože k němu dochází během provozu prvku a měření musí být provedeno, když je odpojen od obvodu.
