La maggior parte dei circuiti radio moderni utilizza un diodo Schottky. La sua azione si basa su un effetto fisico scoperto dallo scienziato tedesco Walter Schottky, motivo per cui porta il suo nome. Questo elemento ha molti degli stessi parametri dei diodi convenzionali, ma presenta anche differenze significative.
Contenuto
- Principio di funzionamento e designazione
- Qualità positive e negative
- Ambito di applicazione e modelli popolari
- Diagnostica di possibili malfunzionamenti
Principio di funzionamento e designazione
Se un diodo a semiconduttore convenzionale si basa sulle proprietà di una giunzione p-n, il principio di funzionamento di un diodo Schottky si basa sulle proprietà di una giunzione quando un metallo e un semiconduttore sono in contatto. Questo contatto è chiamato la "barriera Schottky" in fisica. L'arseniuro di gallio (GaAs) è più spesso usato come semiconduttore e dei metalli, si utilizzano principalmente:
-
tungsteno; - platino;
- d'argento;
- oro;
- palladio.
Sui circuiti radio, la designazione del diodo Schottky è simile alla designazione di un elemento semiconduttore convenzionale, ma c'è una notevole differenza: dal lato catodo, dove c'è una piccola linea perpendicolare alla linea principale, i suoi bordi sono inoltre piegati in direzioni diverse ad angolo retto o con una superficie liscia curva.
A volte è difficile designare graficamente questo elemento su diagrammi schematici, è disegnato come un normale diodo e il tipo è inoltre indicato nelle specifiche.
Qualità positive e negative
L'elemento a semiconduttore Schottky è ampiamente utilizzato in vari dispositivi elettronici e di ingegneria radio grazie alle sue proprietà positive. Questi includono quanto segue:
- caduta di tensione molto bassa attraverso la giunzione, il cui valore massimo è di soli 0,55 V;
- alta velocità di risposta;
- bassa capacità di barriera (giunzione), che consente di utilizzare un diodo Schottky in circuiti con un'alta frequenza di corrente.
Ma ci sono anche diverse proprietà negative che devono essere prese in considerazione quando si utilizza questo elemento radiotecnico. Vale a dire:
- guasto irreversibile istantaneo anche con un aumento di breve durata della tensione inversa al di sopra del valore limite;
- il verificarsi di guasti termici sulla corrente inversa a causa del rilascio di calore;
- le perdite di diodi sono comuni e difficili da identificare.
Ambito di applicazione e modelli popolari
L'elemento radio a semiconduttore Schottky è caratterizzato dall'assenza di capacità diffusa dovuta all'assenza di portatori minoritari. Pertanto, questo elemento è principalmente un diodo a microonde di una vasta gamma di applicazioni. Viene utilizzato nel ruolo dei seguenti elementi:
- estensimetro;
- ricevitore di radiazioni;
- modulatore di luce;
- rivelatore di radiazioni nucleari;
- raddrizzatore di corrente ad alta frequenza.
Sfortunatamente, nella maggior parte di questi elementi si osserva una piccola caduta di tensione a una tensione operativa nell'intervallo 55-60 V. Se la tensione è superiore a questo valore, il diodo Schottky ha le stesse qualità di un elemento semiconduttore a base di silicio convenzionale. La tensione inversa massima è solitamente dell'ordine di 250 V, ma esistono modelli speciali in grado di resistere a 1200 V (ad esempio, VS-10ETS12-M3).
Dei modelli doppi, 60CPQ150 è popolare tra i radioamatori. Questo radioelemento ha una tensione inversa massima di 150 V e ogni singolo diodo del gruppo è progettato per trasportare una corrente di 30 A. Nei potenti alimentatori a commutazione, a volte è possibile trovare il modello VS-400CNQ045, in cui la corrente di uscita dopo la rettifica raggiunge i 400 A.
I diodi Schottky della serie 1N581x sono popolari tra i radioamatori. I campioni come 1N5817, 1N5818, 1N5819 hanno una corrente diretta nominale massima di 1 A e la loro tensione inversa è 20-40 V. Caduta di tensione attraverso la barriera (giunzione) nell'intervallo da 0,45 a 0,55 V. Anche nella pratica radioamatoriale, esiste un elemento 1N5822 con una corrente continua fino a 3 A.
Sui circuiti stampati vengono utilizzati diodi miniaturizzati della serie SK12 - SK16. Nonostante le loro dimensioni molto ridotte, possono sopportare una corrente diretta fino a 1 A e la tensione di "ritorno" varia da 20 a 60 V. Esistono anche diodi più potenti, ad esempio SK36. La sua corrente continua raggiunge i 3 A.
Diagnostica di possibili malfunzionamenti
Esistono solo tre tipi di possibili malfunzionamenti. Questo è guasto, rottura e perdita. Se i primi due tipi possono essere diagnosticati indipendentemente a casa utilizzando un multimetro convenzionale, il terzo malfunzionamento a casa è praticamente impossibile da diagnosticare.
Per determinare in modo affidabile il guasto di un diodo, è necessario rimuoverlo dal circuito, altrimenti lo smistamento attraverso altri elementi del circuito distorcerà le letture ottenute. Durante il guasto, l'elemento si comporta come un normale conduttore. Quando si misura la sua resistenza in entrambe le direzioni, lo strumento sarà "0". In caso di rottura, il pezzo non trasmette assolutamente corrente elettrica in nessuna direzione. La sua resistenza è uguale all'infinito in ogni direzione.
Un segno indiretto di una perdita nell'elemento è il suo funzionamento instabile. A volte, può essere attivata la protezione integrata nell'alimentazione del computer, del monitor, ecc.
È impossibile determinare la perdita con un multimetro, poiché si verifica durante il funzionamento dell'elemento e le misurazioni devono essere eseguite quando è scollegato dal circuito.
