آموزشگا کاردانش با ارائه دوره آموزش طراحی برد، دوره آموزش تعمیرات کلی بردهای الکترونیکی، دوره آموزش تعمیرات کلی برد مهندسی معکوس، دوره آموزش نصب و تعمیرات دوربین مداربسته و هر آنچه شما باید در مورد مدارات طراحی و تعمیرات آنها را در این حوزه‌ها بدانید؛ به شما در اخذ مدرک معتبر بین المللی کمک خواهد کرد. پس از گذراندن دوره های آموزش کاردانش، به راحتی و بدون نیاز به کسب تجربه وارد حوزه کار می‌شوید. در صورت تمایل به کسب اطلاهات بیشتر با مشاورین ما در تماس باشید.
دیودهای شاتکی چیست؟
مانند سایر دیودها، دیود شاتکی جهت جریان در مدار را کنترل می کند. این دستگاه ها مانند خیابان های یک طرفه در دنیای الکترونیک عمل می کنند و اجازه می دهند جریان فقط از آند به کاتد عبور کند. با این حال، بر خلاف دیودهای استاندارد، دیود شاتکی به دلیل ولتاژ پایین به جلو و توانایی سوئیچینگ سریع شناخته شده است. این باعث می شود که آنها برای برنامه های فرکانس رادیویی و هر دستگاهی که نیاز به ولتاژ پایین دارند، گزینه ایده آلی باشند. کاربردهای مختلفی برای دیود شاتکی وجود دارد.
نماد دیود شاتکی در مدارات الکترونیکی
کاربردهای دیود شاتکی
1. کاربردهای میکسر فرکانس رادیویی و دیود آشکارساز
دیودهای شاتکی دارای سرعت سوئیچینگ بالا و قابلیت های فرکانس بالا هستند که آنها را برای استفاده در کاربردهای فرکانس رادیویی مجهز می کند. علاوه بر این، دیودهای شاتکی دارای پیکربندی های مختلف اتصال فلز-نیمه هادی هستند که این دستگاه های نیمه هادی را در مدارهای آشکارساز قدرت یا میکسر مفید می کند.
2. کاربرد های یکسو کننده برق
دیودهای شاتکی بهترین دستگاه های نیمه هادی برای استفاده در کاربردهای یکسو کننده قدرت هستند، زیرا این دستگاه ها هم چگالی جریان بالا و هم افت ولتاژ رو به جلو پایینی دارند.
3. کاربرد های برق یا مدار
دیودهای شاتکی را می توان در کاربردهایی استفاده کرد که در آن جریان توسط دو منبع تغذیه موازی تولید می شود. ویژگی های یک دیود شاتکی باعث می شود که به دلیل افت ولتاژ رو به جلو کم آنها برای استفاده در برق یا مدار کاربرد مناسبی داشته باشند. وجود این دیودها همچنین از ورود جریان معکوس از یک منبع به منبع دیگر جلوگیری می کند.
4. کاربردهای سلول خورشیدی
سلول های خورشیدی اغلب برای ذخیره انرژی به باتری های قابل شارژ متصل می شوند زیرا خورشید به عنوان منبع انرژی 24 ساعته در دسترس نیست. دیودهای SiC Schottky از تخلیه باتری ها از طریق سلول های خورشیدی در شب جلوگیری می کنند و از تخلیه سلول های خورشیدی با کارایی بالا از طریق سلول های خورشیدی با کارایی پایین جلوگیری می کنند.
5. کاربردهای دیود گیره
دیودهای شاتکی به عنوان سوئیچ در کاربردهای دیود سریع گیره استفاده می شود. در این کاربرد، اتصال پایه به سمت جلو بایاس است. با دیودهای شاتکی، زمان خاموشی به میزان قابل توجهی کاهش می یابد و سرعت مدار افزایش می یابد.
مزایا و معایب دیود شاتکی
یکی از مزایای اصلی استفاده از دیود شاتکی نسبت به دیود معمولی، افت ولتاژ پایین آنهاست. این به یک دیود شاتکی اجازه می دهد تا ولتاژ کمتری نسبت به دیود استاندارد مصرف کند و تنها از 0.3-0.4 ولت در سراسر اتصالات خود استفاده کند.
دیود معمولی 0.7 ولت مصرف می کند و تنها 1.3 ولت برای تغذیه بار باقی می ماند. دیود شاتکی با افت ولتاژ رو به جلو کمتر، فقط 0.3 ولت مصرف می کند و 1.7 ولت را برای تغذیه بار باقی می گذارد. اگر بار ما به 1.5 ولت نیاز داشته باشد، فقط دیود شاتکی برای کار آماده است.
سایر مزایای استفاده از دیود شاتکی نسبت به دیود معمولی عبارتند از:
- زمان بهبودی سریعتر: مقدار کمی شارژ ذخیره شده در دیود شاتکی آن را برای برنامه های سوئیچینگ با سرعت بالا ایده آل می کند.
- سر و صدای کمتر: دیود شاتکی صدای ناخواسته کمتری نسبت به دیود اتصال p-n معمولی شما تولید می کند.
- عملکرد بهتر: دیود شاتکی انرژی کمتری مصرف می کند و به راحتی می تواند نیازهای کاربرد ولتاژ پایین را برآورده کند.
در مورد دیودهای شاتکی باید به برخی از معایب توجه داشت. یک دیود شاتکی با بایاس معکوس نسبت به دیود سنتی سطح جریان معکوس بیشتری را تجربه می کند. این امر منجر به نشتی جریان بیشتر در هنگام اتصال معکوس می شود.
دیودهای شاتکی همچنین حداکثر ولتاژ معکوس کمتری نسبت به دیودهای استاندارد دارند، معمولاً 50 ولت یا کمتر. هنگامی که از این مقدار فراتر رفت، دیود شاتکی شکسته می شود و شروع به انجام مقدار زیادی جریان به صورت معکوس می کند. با این حال، حتی قبل از رسیدن به این مقدار معکوس، دیود شاتکی همچنان مانند هر دیود دیگری مقدار کمی جریان را نشت می کند.
نحوه کار دیود شاتکی
یک دیود معمولی نیمه هادی های نوع p و نوع n را برای تشکیل یک اتصال p-n ترکیب می کند. در دیود شاتکی، فلز جایگزین نیمه هادی نوع p می شود. این فلز می تواند از پلاتین تا تنگستن، مولیبدن، طلا و غیره متغیر باشد.
هنگامی که فلز با یک نیمه هادی نوع n ترکیب می شود، اتصال m-s تشکیل می شود. این اتصال به عنوان یک مانع شاتکی نامیده می شود. رفتار مانع شاتکی بسته به اینکه دیود در حالت بی طرف، بایاس رو به جلو یا بایاس معکوس باشد، متفاوت خواهد بود.
تفاوت بین دیود شاتکی و دیود زنر
تفاوت اصلی – شاتکی در مقابل دیود زنر
دیودهای شاتکی و دیودهای زنر دو نوع دیود متفاوت هستند. تفاوت اصلی بین دیود شاتکی و زنر در این است که دیود شاتکی از اتصال فلز نیمه هادی ساخته شده است در حالی که دیود زنر از اتصال p-n دو نیمه هادی بسیار دوپ شده ساخته شده است.
ولتاژ شکست معکوس
برای دیود شاتکی، ولتاژ شکست بسیار زیاد است.
برای دیود زنر، خرابی در یک ولتاژ معکوس نسبتا کم رخ می دهد.
ولتاژ قطعی
ولتاژ قطع برای دیود شاتکی نسبتاً کمتر از دیود زنر است.
برای دیود زنر، ولتاژ قطع نسبتاً بالاتر است.
زمان بازیابی معکوس
زمان بازیابی معکوس برای دیود شاتکی بسیار کم است.
زمان بازیابی معکوس برای دیود زنر نسبتا طولانی تر است.
تفاوت بین دیود شاتکی و دیود اتصال PN
- در دیود شاتکی، اتصال بین نیمه هادی نوع n و صفحه فلزی ایجاد می شود. در اتصال PN دیود، اتصال بین نیمه هادی های نوع p و نوع n ایجاد می شود.
- افت ولتاژ رو به جلو در دیود شاتکی کم است. افت ولتاژ رو به جلو برای دیود اتصال pn بیشتر است.
- از دست دادن بازیابی معکوس و زمان بازیابی معکوس در دیود شاتکی بسیار کمتر است.
- دیود شاتکی یک دستگاه تک قطبی و دیود اتصال PN یک دستگاه دو قطبی است.
- در دیود شاتکی هدایت جریان فقط به دلیل حرکت الکترون ها اتفاق می افتد؛ اما در دیود اتصال PN هدایت جریان به دلیل حرکت الکترون ها و حفره ها اتفاق می افتد.