Некоторые современные приборы силовой электроники невозможно было бы реализовать без диодов Шоттки с такими эффективными параметрами, которыми они сейчас обладают. Особенно, если дело касается импульсных блоков питания и частотных преобразователей с регулировкой частоты вращения асинхронных электродвигателей. Вместе с экспертами «ЗУМ-СМД» рассмотрим области применения диодов Шоттки в современной силовой электронике.
Содержание:
Электрические схемы современных производственных и бытовых устройств в большинстве случаев работают в цифровых либо импульсных режимах. В таких системах время переключения диодов из непроводящего состояния в проводящее, при смене полярности напряжения, должно быть очень малым, как и емкость прибора в закрытом состоянии. Иначе диод не будет успевать открываться при выпрямлении коротких импульсов высокой мощности.
Принцип работы диода Шоттки обусловлен конструкционными особенностями. Изделие состоит из полупроводника, контактная зона одой стороны которого имеет обедненный электронами слой. Он является барьером, не позволяющим проводить большие токи при обратном смещении. Так как у этих приборов перенос зарядов (протекание тока) реализуется исключительно основными носителями этих зарядов, т.е. электронами.
При прямом прохождении тока через диод Шоттки электроны из основной области полупроводника с высоким уровнем легирования, под действием ЭДС, легко перетекают в контактную площадку, выполненную из определенного металла. Барьер не оказывает останавливающего действия, так как его обедненная зона получает электроны для полноценного прохождения тока через прибор. Из-за этого падение напряжения, при прямом включении ниже, чем у приборов с p-n-переходом.
При обратном включении контакт металла с полупроводниковым материалом n-типа образует барьер для протекания тока из-за возникшей области пространственного заряда. То есть при прямом смещении он рассеивается уже при напряжении 0,15–0,46 В. А при обратном смещении барьер усиливается и зависит от характера ассиметричной проводимости радиокомпонента.
В приборах с барьером Шоттки исключены диффузные и рекомбинационные процессы, которые требуют время для их протекания. Поэтому использование таких диодов повышает КПД выпрямителя:
У полупроводниковых диодов с p-n-переходом, энергоэффективность непременно снижается при возрастании частоты переключения диода. К примеру, если его поставить в схему импульсного выпрямителя, то он будет только греться, но не будет конвертировать напряжение.
Контакт с обедненной зоной у многих металл/полупроводниковых диодов выполняется из алюминия, который имеет высокую электро- и теплопроводность. Благодаря этому такие радиокомпоненты могут выпрямлять большие токи, имея добротный теплоотвод. При этом, выпрямительные радиодетали получаются недорогими. Для улучшения электрических и термических параметров применяют драгметаллы и их соединения.
Диоды Шоттки, изготовленные из качественных материалов с использованием драгоценных металлов, обладают лучшей устойчивостью к импульсным перегрузкам. Они хорошо отводят тепло и выдерживают перепады температур, также более долговечные, даже при интенсивной их эксплуатации. Диоды Шоттки получат такие свойства, если используются драгметаллы:
Основная сфера использования диодов Шоттки — импульсные выпрямители и блокирующие диоды, которые находятся длительное время под высоким токовым воздействием. Многие модели приборов рассматриваемого типа имеют небольшое значение обратного напряжения. При этом электрически пробитый такой диод уже не восстанавливается, поэтому эту характеристику следует учитывать при выборе нужной марки полупроводникового прибора.
Для низковольтных выпрямителей используются диоды Шоттки с максимально допустимым обратным напряжением в несколько десятков вольт. Есть модели приборов подобного типа, рассчитанные на обратное напряжение в сотни и даже тысячи вольт. Естественно, другие параметры у них будут менее эффективными, поэтому, при выборе нужного радиокомпонента, используют номинал с оптимальным значением этой характеристики.
Наиболее распространенное применение блокирующих диодов — это солнечные батареи. Параллельное подключение нескольких таких электрогенераторов возможно лишь через компоненты развязки, так как выходные напряжения солнечных элементов могут отличаться из-за неодинаковой интенсивности их освещения. Поэтому для блокировки перетекания тока из одной панели в другую используют диод Шоттки. Он имеет малое падение напряжения при прямом включении. А значит и рассеиваемая на нем мощность тоже будет меньше, чем у аналогов с p-n-переходом. Подобная топология может использоваться и в других случаях. Например, если требуется включение нагрузки от нескольких источников постоянного или импульсного тока.
|
Благодарим за ваш заказ
|
|
|
Ваш заказ отправлен, скоро с вами свяжутся наши специалисты! |
|
| На главную | |