Enamik kaasaegseid raadioahelaid kasutavad Schottky dioodi. Selle tegevus põhineb saksa teadlase Walter Schottky avastatud füüsilisel efektil, mistõttu kannab see tema nime. Sellel elemendil on palju samu parameetreid kui tavalistel dioodidel, kuid sellel on ka olulisi erinevusi.
Sisu
- Toimimispõhimõte ja tähistus
- Positiivsed ja negatiivsed omadused
- Kasutusala ja populaarsed mudelid
- Võimalike rikete diagnostika
Toimimispõhimõte ja tähistus
Kui tavaline pooljuhtdiood põhineb p-n-siirde omadustel, siis Schottky dioodi tööpõhimõte põhineb siirde omadustel metalli ja pooljuhi kokkupuutel. Sellist kontakti nimetati füüsikas "Schottky barjääriks". Kõige sagedamini kasutatav pooljuht on galliumarseniid (GaAs) ja metallide puhul kasutatakse peamiselt järgmisi:
-
volfram; - plaatina;
- hõbe;
- kuld;
- pallaadium.
Raadioskeemidel on Schottky dioodi tähis sarnane tavalise pooljuhtelemendi tähistusega, kuid on märgatav erinevus: küljelt katood, kus põhiliiniga risti on väike joon, selle servad on lisaks painutatud erinevatesse suundadesse täisnurga all või sujuvalt painutada.
Mõnikord on seda elementi skemaatilistel diagrammidel keeruline graafiliselt tähistada, see on joonistatud nagu tavaline diood ja tüüp on spetsifikatsioonis täiendavalt märgitud.
Positiivsed ja negatiivsed omadused
Schottky pooljuhtelementi kasutatakse selle positiivsete omaduste tõttu laialdaselt erinevates elektroonika- ja raadiotehnika seadmetes. Need hõlmavad järgmist.
- väga väike pingelang ristmikul, mille maksimaalne väärtus on vaid 0,55 V;
- kõrge reageerimiskiirus;
- madal barjääri (ristmiku) mahtuvus, mis võimaldab kasutada Schottky dioodi suure voolusagedusega ahelates.
Kuid on ka mitmeid negatiivseid omadusi, mida tuleb selle raadiotehnilise elemendi kasutamisel arvestada. Nimelt:
- kohene pöördumatu rike isegi lühiajalise pöördpinge tõusuga üle piirväärtuse;
- soojuse eraldumise tõttu pöördvoolul termilise purunemise tekkimine;
- dioodilekked on tavalised ja neid on raske tuvastada.
Kasutusala ja populaarsed mudelid
Schottky pooljuhtraadioelementi iseloomustab hajutatud mahtuvuse puudumine vähemuskandjate puudumise tõttu. Seetõttu on see element peamiselt laia kasutusalaga mikrolaine diood. Seda kasutatakse järgmiste elementide rollis:
- deformatsioonimõõtur;
- kiirgusvastuvõtja;
- valgusmodulaator;
- tuumakiirguse detektor;
- kõrgsagedusvoolu alaldi.
Kahjuks täheldatakse enamikus nendes elementides tööpinge vahemikus 55–60 V väikest pingelangust. Kui pinge on sellest väärtusest kõrgem, on Schottky dioodil samad omadused kui tavalisel ränipõhisel pooljuhtelemendil. Maksimaalne pöördpinge on tavaliselt suurusjärgus 250 V, kuid on ka spetsiaalseid mudeleid, mis taluvad 1200 V (näiteks VS-10ETS12-M3).
Topeltmudelitest on raadioamatööride seas populaarne 60CPQ150. Selle raadioelemendi maksimaalne pöördpinge on 150 V ja iga komplekti kuuluv diood on ette nähtud kandma otseühenduses voolu jõuga 30 A. Võimsates lülitustoiteallikates võib mõnikord leida mudelit VS-400CNQ045, mille väljundvool pärast alaldamist ulatub 400 A-ni.
Seeria 1N581x Schottky dioodid on raadioamatööride seas populaarsed. Näidistel, nagu 1N5817, 1N5818, 1N5819, on maksimaalne pärivoolu nimivool 1 A ja nende vastupinge on 20-40 V. Pingelangus üle tõkke (ristmiku) vahemikus 0,45–0,55 V. Ka raadioamatöörpraktikas on element 1N5822 alalisvooluga kuni 3 A.
Trükkplaatidel kasutatakse SK12 - SK16 seeria miniatuurseid dioode. Vaatamata väga väikesele suurusele taluvad nad kuni 1 A pärivoolu ja "tagasi"pinge jääb vahemikku 20–60 V. On ka võimsamaid dioode, näiteks SK36. Selle alalisvool ulatub 3 A-ni.
Võimalike rikete diagnostika
Võimalikke rikkeid on ainult kolme tüüpi. See on rike, purunemine ja leke. Kui kahte esimest tüüpi saab kodus iseseisvalt diagnoosida tavalise multimeetri abil, siis kolmandat riket kodus on praktiliselt võimatu diagnoosida.
Dioodi rikke usaldusväärseks kindlakstegemiseks tuleb see vooluringist eemaldada, vastasel juhul moonutab muude vooluahela elementide manööverdamine saadud näitu. Rikke ajal käitub element nagu tavaline juht. Selle takistuse mõõtmisel mõlemas suunas on arvesti "0". Katkestuse korral ei edasta detail elektrivoolu üldse üheski suunas. Selle takistus on igas suunas võrdne lõpmatusega.
Kaudne märk elemendi lekkest on selle ebastabiilne töö. Mõnikord võib käivituda arvuti, monitori vms toiteploki sisseehitatud kaitse.
Leket on multimeetriga võimatu kindlaks teha, kuna see toimub elemendi töötamise ajal ja mõõtmised tuleb teha siis, kui see on vooluringist lahti ühendatud.
