Schottky-dioder bruker Schottky for å blokkere reversspenningen på metall- eller halvlederkontaktflaten, slik at strømmen kan ledes ensrettet. Forskjellig fra den tradisjonelle dioden, er strukturen til Schottky og PN-krysset veldig forskjellig. Rask gjenopprettingsdiode, som navnet tilsier, er en halvlederdiode som raskt kan gjenopprette omvendt tid. Denne artikkelen vil introdusere forskjellene mellom Schottky-diode og hurtiggjenopprettingsdioder fra aspektene ved struktur og ytelsesegenskaper.
Schottky diode
Det er en diode av "metallhalvlederforbindelse" med Schottky-karakteristikk. Foroverstartspenningen er lav. I tillegg til wolfram kan metalllaget også være laget av gull, molybden, nikkel, titan og andre materialer. Halvledermaterialet er silisium eller galliumarsenid. Denne typen enhet er ledende av de fleste bærere, så dens omvendte metningsstrøm er mye større enn for PN-kryss som er ledende av få bærere. Fordi lagringseffekten til minoritetsbærere i Schottky-dioden er veldig liten, er frekvensresponsen bare begrenset av RC-tidskonstanten, så den er en ideell enhet for høyfrekvent og rask veksling. Arbeidsfrekvensen kan nå 100GHz. I tillegg kan MIS (metall isolator semiconductor) Schottky-dioder brukes til å lage solceller eller lysdioder.
Strukturelt prinsipp
For å oppsummere er det strukturelle prinsippet til Schottky-likeretteren veldig forskjellig fra det til PN Junction Rectifier. PN junction likeretter kalles vanligvis Junction Rectifier, mens metall halvrør likeretter kalles Schottky likeretter. De siste årene er det også utviklet aluminium Silicon Schottky-dioder produsert av silisiumplanteknologi, som ikke bare sparer edle metaller, reduserer kostnadene betydelig, men forbedrer også konsistensen av parametere.
Schottky-likeretteren bruker bare én bærer (elektron) for å transportere ladning, og det er ingen akkumulering av overflødige minoritetsbærere utenfor den potensielle barrieren. Derfor er det ikke noe problem med ladelagring (qrr → 0), og bytteegenskapene er betydelig forbedret. Den omvendte gjenopprettingstiden kan forkortes til mindre enn 10 ns. Imidlertid er dens omvendte motstandsspenningsverdi relativt lav, vanligvis ikke mer enn 100V. Derfor er det egnet å arbeide under lav spenning og høy strøm. Effektiviteten til lavspennings- og storstrøm-likeretterkretser (eller frihjul) kan forbedres ved å bruke egenskapene til lavspenningsfall.
Rask gjenopprettingsdiode
Rask gjenopprettingsdioder refererer til dioder med kort omvendt gjenopprettingstid (under 5us). Gulldopingtiltak vedtas i prosessen. Noen av strukturene tar i bruk PN-kryssstruktur og noen bruker forbedret pinnestruktur. Foroverspenningsfallet er høyere enn for vanlige dioder (1-2v), og motstanden for reversspenning er stort sett under 1200V. Når det gjelder ytelse, kan den deles inn i to nivåer: rask restitusjon og ultra rask restitusjon. Den omvendte gjenopprettingstiden til førstnevnte er hundrevis av nanosekunder eller lenger, mens sistnevnte er mindre enn 100 nanosekunder.
Schottky-diode er en diode basert på den potensielle barrieren som dannes av kontakten mellom metall og halvleder. Det blir referert til som Schottky-diode for kort. Den har en foroverspenningsreduksjon ({{0}}.4-1.0v), en reverseringstid (0-10 nanosekunder), en stor revers lekkasjestrøm og en lav motstandsspenning, generelt lavere enn 150V. Den brukes hovedsakelig i lavspente anledninger.
Schottky-dioder og hurtiggjenopprettingsdioder brukes ofte til å bytte strømforsyning. Forskjellen er at restitusjonstiden til førstnevnte er omtrent 100 ganger mindre enn den sistnevnte, og reverseringstiden til førstnevnte er omtrent flere nanosekunder. Førstnevnte har fordelene med lavt strømforbruk, høy strøm og ultrahøy hastighet.
I produksjonsprosessen av hurtiggjenopprettingsdioden blir gulldoping, enkel diffusjon og andre prosesser tatt i bruk, som kan oppnå høy byttehastighet og høy motstandsspenning. For tiden brukes hurtiggjenopprettingsdioder hovedsakelig som likerettere i omformerens strømforsyning.
Omvendt gjenopprettingstid
Hva er omvendt restitusjonstid? Når spenningen til den eksterne dioden transienterer fra foroverretningen til bakoverretningen, kan ikke strømmen som flyter gjennom enheten forbigående konverteres fra foroverstrømmen til den motsatte strømmen. På dette tidspunktet trekkes minoritetsbærerne (hullene) som injiseres i foroverretningen ut av det sterke elektriske feltet i romladningsområdet. Siden tettheten til disse hullene er høyere enn den balanserte hulltettheten til basisområdet, vil en reversstrøm som er mye større enn den reverserte lekkasjestrømmen bli generert ved det reverserte forspenningsmomentet, det vil si den reverserte gjenopprettingsstrømmen IRM. Samtidig akselererer forbedringen av tilfeldighetsprosessen også reduksjonen av disse ekstra bærertettheten. Inntil de ekstra bærerne som er akkumulert i basisområdet fullstendig forsvinner, avtar reversstrømmen og stabiliserer seg til den reverserte lekkasjestrømmen. Tiden det tar av hele prosessen er omvendt gjenopprettingstid.
Den reverserte gjenopprettingstiden TRR er definert som tidsintervallet som strømmen går gjennom nullpunktet fra foroverretningen til den spesifiserte lave verdien. Det er en viktig teknisk indeks for å måle ytelsen til høyfrekvente frihjuls- og likeretterenheter.
Strukturkarakteristikker for hurtiggjenoppretting og ultrarask utvinningsdioder
Den interne strukturen til hurtiggjenopprettingsdioden er forskjellig fra den vanlige dioden. Den legger til basisregionen I mellom p-type og n-type silisiummaterialer for å danne stiftsilisiumbrikken. Fordi basisområdet er veldig tynt og den omvendte gjenopprettingsladningen er veldig liten, reduseres ikke bare TRR-verdien sterkt, men også det transiente foroverspenningsfallet reduseres, slik at røret tåler en høy reversarbeidsspenning. Reverseringstiden for hurtiggjenopprettingsdioden er vanligvis flere hundre nanosekunder, foroverspenningsfallet er ca. 0.6V, foroverstrømmen er flere ampere til flere tusen ampere, og bakoverspenningen kan nå flere hundre til flere tusen ampere. flere tusen volt. Den omvendte gjenopprettingsladingen til den ultraraske gjenopprettingsdioden reduseres ytterligere, noe som gjør dens TRR så lav som flere titalls nanosekunder.
De fleste av diodene for rask gjenoppretting og ultrarask gjenoppretting under 20A er i form av TO-220-pakken. Fra perspektivet til intern struktur kan det deles inn i enkeltrør og motsatt rør (også kjent som dobbeltrør). Det er to hurtiggjenopprettingsdioder inne i rørparet. I henhold til de forskjellige tilkoblingsmetodene til de to diodene, er det to typer felles katode til rør og felles anode til rør. De raske gjenopprettingsdiodene med titalls AMP-er er vanligvis pakket inn i-3p metallhylster. Rørene med større kapasitet (flere hundre a til flere tusen a) er pakket i form av bolttype eller platetype.
testmetode
Rutinemessig testmetode
Under amatørforhold kan multimeteret oppdage den ensrettede ledningsevnen til dioder for rask gjenoppretting og ultrarask gjenoppretting, samt om det er åpen krets og kortslutningsfeil inne, og kan måle spenningsfallet for foroverledning. Hvis den er utstyrt med en megger, kan den også måle den omvendte sammenbruddsspenningen.
Eksempel: mål en ultrarask gjenopprettingsdiode, og dens hovedparametre er: TRR=35ns, if=5a, IFSM=50a, VRM=700V. Vri multimeteret til R × I gir 1 er avlest motstand 6,4l, n=19,5l. Den omvendte motstanden er uendelig. Videre oppnås VF=0.03V/ × 19.5=0.585V. Bevis at røret er bra.
saker som trenger oppmerksomhet:
Noen enkeltrør har tre stifter totalt, og den midterste stiften er en tom stift, som vanligvis kuttes av når man forlater fabrikken, men noen blir ikke kuttet av;
Hvis ett av rørene er skadet, kan det brukes som enkeltrør;
R skal brukes ved måling av gjennomgangstrykkfallet × 1. gir. Hvis R brukes × Ved 1K gir, fordi teststrømmen er for liten, som er langt lavere enn den normale arbeidsstrømmen til røret, vil den målte VF-verdien være betydelig lavere. I eksemplet ovenfor, hvis R er valgt × Målt ved 1K gir, er motstanden fremover lik 2,2k, og på dette tidspunktet n=9 rutenett. Den beregnede VF-verdien er bare 0.27v, som er langt lavere enn normalverdien (0.6V);
Gjenopprettingstiden for hurtiggjenopprettingsdioden er 200-500ns;
Gjenopprettingstiden for den ultraraske dioden er 30-100ns;
Gjenopprettingstiden til Schottky-dioden er omtrent 10 ns;
Videre er deres fremspenning også annerledes. Schottky < rask gjenoppretting < høy effektivitet.