Schottky díóður nota Schottky til að loka fyrir öfuga spennu á málm- eða hálfleiðara snertiflöti, þannig að straumurinn geti leitt í einstefnu. Ólíkt hefðbundinni díóða er uppbygging Schottky og PN mótum mjög mismunandi. Fljótur bata díóða, eins og nafnið gefur til kynna, er hálfleiðara díóða sem getur fljótt endurheimt öfuga tíma. Þessi grein mun kynna muninn á Schottky díóða og hraðbata díóðu frá hliðum uppbyggingu og frammistöðueiginleika.
Schottky díóða
Það er díóða af "málm hálfleiðara mótum" með Schottky eiginleika. Framstartspenna þess er lág. Til viðbótar við wolfram getur málmlagið einnig verið úr gulli, mólýbdeni, nikkeli, títan og öðrum efnum. Hálfleiðaraefnið er sílikon eða gallíumarseníð. Þessi tegund af tæki er leiðandi af flestum flutningsaðilum, þannig að öfugmettunarstraumur þess er mun stærri en PN tengi sem leiðandi eru af fáum burðarefnum. Vegna þess að geymsluáhrif minnihlutahópa í Schottky díóða eru mjög lítil, er tíðniviðbrögð þess aðeins takmörkuð af RC tímafasta, svo það er tilvalið tæki fyrir hátíðni og hraðskipti. Vinnutíðni þess getur náð 100GHz. Að auki er hægt að nota MIS (metal insulator semiconductor) Schottky díóða til að búa til sólarsellur eða ljósdíóða.
Byggingarregla
Til að draga saman þá er uppbyggingarreglan um Schottky afriðlara mjög frábrugðin PN Junction Rectifier. PN samskeyti er venjulega kallaður Junction Rectifier, en málm hálfrör afriðli er kallaður Schottky rectifier. Á undanförnum árum hafa Ál Silicon Schottky díóða framleidd með kísilplanar tækni einnig verið þróaðar, sem sparar ekki aðeins góðmálma, dregur verulega úr kostnaði, heldur bætir einnig samkvæmni breytu.
Schottky afriðlarinn notar aðeins eitt burðarefni (rafeind) til að flytja hleðslu og það er engin uppsöfnun umfram minnihluta burðarefna utan hugsanlegrar hindrunar. Þess vegna er ekkert vandamál með hleðslugeymslu (qrr → 0) og skiptieiginleikarnir eru verulega bættir. Hægt er að stytta öfuga batatímann í minna en 10ns. Hins vegar er andstæða spennugildi þess tiltölulega lágt, yfirleitt ekki meira en 100V. Þess vegna er hentugur að vinna undir lágspennu og miklum straumi. Hægt er að bæta skilvirkni lágspennu- og stórstraumsleiðréttingar (eða frjálsra) hringrásar með því að nota eiginleika lágspennufalls.
Hratt bata díóða
Hröð bata díóða vísa til díóða með stuttan öfuga bata tíma (fyrir neðan 5us). Gulllyfjaráðstafanir eru samþykktar í því ferli. Sum mannvirkjanna samþykkja PN mótum uppbyggingu og sum taka upp bætta pinna uppbyggingu. Framspennufall þess er hærra en hjá venjulegum díóðum (1-2v), og bakspennuþolið er að mestu undir 1200V. Hvað varðar frammistöðu er hægt að skipta því í tvö stig: hraðan bata og ofurhraðan bata. Andstæður batatími þess fyrrnefnda er hundruð nanósekúndna eða lengri, en sá síðarnefnda er innan við 100 nanósekúndur.
Schottky díóða er díóða byggð á hugsanlegri hindrun sem myndast við snertingu milli málms og hálfleiðara. Það er vísað til sem Schottky díóða í stuttu máli. Það hefur framspennuskerðingu ({{0}}.4-1.0v), afturábak endurheimtartíma (0-10 nanósekúndur), mikinn bakstraum og lága þolspennu, almennt lægri en 150V. Það er aðallega notað í lágspennutilvikum.
Schottky díóða og hraðbata díóða eru almennt notaðar til að skipta um aflgjafa. Munurinn er sá að batatími þess fyrrnefnda er um það bil 100 sinnum minni en hinnar síðarnefndu og öfugur batitími þess fyrrnefnda er um það bil nokkrar nanósekúndur. Hið fyrrnefnda hefur kosti lítillar orkunotkunar, mikils straums og ofurháan hraða.
Í framleiðsluferli hraða bata díóðunnar eru gulldópun, einföld dreifing og önnur ferli tekin upp, sem geta náð háum skiptihraða og háum þolspennu. Sem stendur eru hraðbata díóða aðallega notaðar sem leiðréttingareiningar í inverter aflgjafa.
Snúinn batatími
Hvað er öfugur batatími? Þegar spenna ytri díóðunnar breytist frá áframhaldandi stefnu í afturábak, er ekki hægt að breyta straumnum sem flæðir í gegnum tækið tímabundið úr framstraumnum í afturstrauminn. Á þessum tíma eru minnihlutaberarnir (götin) sem sprautað er áfram í átt að draga út með sterku rafsviði geimhleðslusvæðisins. Þar sem þéttleiki þessara hola er hærri en jafnvægi holuþéttleika grunnsvæðisins, mun öfugstraumur sem er miklu stærri en öfugur lekastraumurinn myndast á andstæða hlutdrægni augnablikinu, það er öfugsnúinn endurheimtarstraumur IRM. Á sama tíma flýtir aukningin á tilviljunarferlinu einnig lækkun á þéttleika þessara viðbótarbera. Þar til viðbótarberar sem safnast hafa upp í grunnsvæðinu hverfa alveg minnkar öfugstraumurinn og verður stöðugur í öfugum lekastraumnum. Tíminn sem allt ferlið tekur er öfugur batatími.
TRR endurheimtartíminn er skilgreindur sem tímabil þar sem straumurinn fer í gegnum núllpunktinn frá áframhaldandi átt að tilgreindu lága gildinu. Það er mikilvæg tæknivísitala til að mæla frammistöðu hátíðni fríhjóla- og afriðunartækja.
Uppbyggingareiginleikar hraðrar bata og ofurhraðrar bata díóða
Innri uppbygging hraðbata díóðunnar er önnur en venjulegrar díóðu. Það bætir við grunnsvæði I á milli p-gerð og n-gerð kísilefna til að mynda pinna kísilflöguna. Vegna þess að grunnsvæðið er mjög þunnt og endurheimtarhleðslan er mjög lítil, minnkar ekki aðeins TRR gildið verulega, heldur minnkar einnig skammvinnt framspennufall, þannig að rörið þolir háa öfuga vinnuspennu. Tími afturábaks endurheimtar díóðunnar er yfirleitt nokkur hundruð nanósekúndur, framspennufallið er u.þ.b. 0.6V, framstraumurinn er nokkur amper til nokkur þúsund amper og afturábak toppspennan getur náð nokkur hundruð til nokkur þúsund volt. Öfug batagjald af ofurhröðu bata díóðunni minnkar enn frekar, sem gerir TRR hennar allt að nokkrum tugum nanósekúndna.
Flestar hraða bata og ofurhraða bata díóða undir 20A eru í formi TO-220 pakka. Frá sjónarhóli innri uppbyggingu er hægt að skipta því í eina pípu og andstæða pípu (einnig þekkt sem tvöfalt pípa). Það eru tvær hraðbata díóða inni í pörunum. Samkvæmt mismunandi tengiaðferðum díóðanna tveggja eru tvær gerðir af sameiginlegum bakskauti í rör og sameiginlegt rafskaut í rör. Hraðbata díóðunum með tugum AMP er yfirleitt pakkað inn í -3p málmhylki. Rörunum með stærri afkastagetu (nokkur hundruð a til nokkur þúsund a) er pakkað í formi boltagerð eða plötugerð.
prófunaraðferð
Venjuleg prófunaraðferð
Við áhugamannaaðstæður getur fjölmælirinn greint einstefnuleiðni hraðrar bata og ofurhraðrar bata díóða, svo og hvort það séu opnar hringrásir og skammhlaupsvillur inni og getur mælt framleiðnispennufallið. Ef hann er búinn megger getur hann einnig mælt öfuga sundurliðunarspennu.
Dæmi: mældu ofurhraða bata díóða, og helstu færibreytur hennar eru: TRR=35ns, if=5a, IFSM=50a, VRM=700V. Snúðu margmælinum á R × Í gír 1 er lesið framviðnám 6,4l, n=19,5l. Andstæða viðnám er óendanleg. Ennfremur fæst VF=0.03V/ × 19.5=0.585V. Sannaðu að pípan sé góð.
mál sem þarfnast athygli:
Sumar stök rör hafa þrjá pinna alls, og miðpinninn er tómur pinna, sem venjulega er skorinn af þegar farið er frá verksmiðjunni, en sumir eru ekki skornir af;
Ef eitt af pípunum er skemmt er hægt að nota það sem eitt rör;
Nota verður R þegar gegnumþrýstingsfall × 1. gír er mælt. Ef R er notað × Við 1K gír, vegna þess að prófunarstraumurinn er of lítill, sem er mun lægri en venjulegur vinnustraumur pípunnar, verður mælt VF gildi verulega lægra. Í dæminu hér að ofan, ef R er valið × Mælt í 1K gír, er framviðnámið jöfn 2,2k, og á þessum tíma, n=9 rist. Reiknað VF gildi er aðeins 0.27v, sem er mun lægra en venjulegt gildi (0.6V);
Endurheimtartími hraðbata díóðunnar er 200-500ns;
Endurheimtartími ofurhröðu díóðunnar er 30-100ns;
Endurheimtartími Schottky díóða er um 10ns;
Þar að auki er framspenna þeirra líka öðruvísi. Schottky < hraður bati < mikil afköst.