Маркировка smd: диоды, светодиоды, стабилитроны

diod-shotki-10-640x253.jpg

Диоды Шоттки (Shottky) могут выглядеть так

Основные характеристики диодов

Для начала вспомним, что такое обычный диод и как он работает. Это полупроводниковый прибор, который стоит из двух зон. При определённых условиях через этот переход перемещаются электроны.

diod-shotki-4-640x315.jpg

Устройство и обозначение диода

Основное свойство элемента — он пропускает ток в одном направлении, и не пропускает в другом. Диоды Шоттки имеет такие же характеристики, как и обычные. На некоторых заострим внимание поподробнее. Это падение напряжения, обратный ток, обратное напряжение, частота.

Диод Шоттки отличается от обычных кремниевых диодов

Диод Шоттки делают из кремния (Si), арсенида галлия (GaAs) и редко — на основе германия (Ge). Металл в соединении с полупроводником определяет многие параметры диода. Этим металлом, может быть, золото (Au), ралладий (Pd), платина (Pt), вольфрам (W) которые наносятся на полупроводники.

А также как и обычный диод соединение полупроводник-металл обладает односторонней проводимостью с рядом положительных, а также отрицательных качеств.

vah.jpg

Вольт-амперная характеристика диода шоттки

Вольт-амперная характеристика диода Шоттки отличается от обычного полупроводникового большей нелинейностью.

Что дает использование соединения металл-полупроводник? Два положительных момента:

    1. Очень небольшое падение напряжения на прямом переходе — 0,2-0,4 В. Для кремниевого диода «среднее» значение этого параметра — 0,7 В.  Правда, малое падение напряжения имеют только приборы с небольшим напряжением пробоя — до 100 В. Для более мощных это падение только чуть ниже, чем у кремниевых.
    2. Высокое быстродействие. То есть, он быстро меняет своё состояние. Переход из открытого состояния в закрытое и обратно происходит за очень короткий промежуток времени и определяется только барьерной ёмкостью. Их применяют в системах коммутации, где важна скорость реакции.

diod-shotki-5-640x262.jpg

Что такое диод Шоттки и как он обозначается на схеме

Есть у них и минусы. При повышении температуры у них значительно возрастает обратный ток.

Второй недостаток — при превышении максимально допустимого обратного напряжения происходит необратимый пробой. То есть, прибор выходит из строя. Есть и ещё один минус — малое падение прямого напряжения только у диодов Шоттки с малым напряжением пробоя (до сотни вольт). У вариантов с более высоким напряжением потери сравнимы с кремниевыми.

Применение в электронике

Такие свойства, как быстродействие и малое падение напряжения позволяет использовать диоды Шоттки в высокочастотных схемах. Например, в силовых высокочастотных выпрямителях (до сотен килогерц), где они работают как высокочастотные выпрямители. Применяют их и в усилителях звука, так как по сравнению с обычными диодами они дают меньший уровень помех.

diod-shotki-14-640x361.jpg

Если вы посмотрите на плату источника питания, точно увидите диод Шоттки

Ещё одна область применения — составная часть более сложных полупроводниковых приборов. Например, МОП — транзисторы, диодные сборки и силовые диоды со встроенным диодом Шоттки имеют лучшие характеристики.

Сфера применения изделий велика, но наиболее часто их применяют в блоках питания компьютеров. А также в схемах для модуляции света в приёмниках излучения, солнечных батареях.

Условное обозначение и характеристики

На схеме диод Шоттки имеет особое обозначение. Отличие от обычного состоит в том, что перекладина у треугольника имеет загнутые края. Не один, как у стабилитрона, а оба. И края эти загнуты в разные стороны. На рисунке приведено обозначение по ГОСТу.

Диод Шоттки на схеме: условное обозначение

Про характеристики уже говорили. Это три основных параметра:

  • Падение напряжения при прямом переходе. Для диодов Шоттки оно ниже, чем у обычных кремневых. При мощности обратного пробоя до 100 В оно будет порядка 0,2-0,4 В (у кремниевых в среднем 0,6–07 В).
  • Напряжение пробоя. Обычное значение — до 200 В, но есть и изделия с напряжением более 1000 вольт.
  • Параметры популярной серии диодов Шоттки 1N58**

  • Обратный ток. В нормальных условиях (до 20 °C) он не слишком велик — порядка 0,05 мА, но при повышении температуры резко повышается.

Приведённые параметры — средние. Есть довольно серьёзный разбег и для каждого случая можно подобрать нужные характеристики по каждому из пунктов. Иногда ещё важен такой параметр, как скорость переключения (быстродействие).

Виды диодов Шоттки

В настоящее время в электронных устройствах обычно применяют именно этот тип диодов. Бывают следующих видов:

  • Одинарные.
  • Сдвоенные
    • с общим анодом;
    • с общим катодом;

      Два варианта корпусов для сдвоенных диодов Шоттки

    • последовательно соединенные.

Сдвоенные диоды Шоттки (или диодные сборки) выполнены в одном корпусе, похожи на силовые ключи, имеют три вывода. Диоды в сборке имеют одинаковые или очень близкие параметры, так как выполняются в одном технологическом цикле.

Часто диоды Шоттки выглядят именно так, но есть еще и в виде обычных диодов и СМД варианты. Как видите, на пластиковых стоит обозначение связки двух диодов — с общим анодом

Деталь имеет обычный корпус в виде небольших цилиндров с двумя проволочными выводами. Катод помечен полосой.

Таблица названий и характеристик

Диоды Шоттки выпускаются определёнными сериями. Не так много производителей в мире, несколько десятков серий. В таблице собраны наиболее часто встречающиеся элементы отечественного и импортного производства (некитайского).

Отечественные диоды Шоттки Импортные диоды Шоттки U max, V Imax, А Тип
1N5817 20-25 1 Одинарный
1N5820 20-25 3 Одинарный
КД269 А, АС 20-25 5 Одинарный/сдвоенный
КД238АС 20-25 7,5 Сдвоенный
КД270 А, АС 20-25 7,5 Одинарный/сдвоенный
КД271 А, АС 20-25 10 Одинарный/сдвоенный
КД272 А, АС SR1620 20-25 15 Одинарный/сдвоенный
КД273 А, АС 20-25 20 Одинарный/сдвоенный
1N5818 30-35 1 Одинарный
1N5821 30-35 3 Одинарный
КД638 А, АС 30-35 5 Сдвоенные
КД238 А, АС 30-35 7,5 Сдвоенные
10TQ0.5 30-35 10 Одинарный
12TQ035 30-35 15 Одинарный
20TQ035 30-35 20 Одинарный
SR5030 30-35 50 Сдвоенные
1N5819 40-45 1 Одинарный
1N5822 40-45 3 Одинарный
КД638 АС SR540 40-45 5 Одинарный
КД238 АС 6TQ045 40-45 7.5 Сдвоенные
10TQ045 40-45 10 Одинарный
12TQ045 40-45 15 Одинарный
20TQ045 40-45 20 Одинарный
SR350 50 3 Одинарный
КД269 Б, БС 50 5 Одинарный/сдвоенный
КД270 Б, БС SR850 50 7.5 Одинарный/сдвоенный
КД271 Б, БС 50 10 Одинарный/сдвоенный
КД272 Б, БС 50 15 Одинарный/сдвоенный
КД273 Б, БС 18TQ050 50 20 Одинарный/сдвоенный
SR160 60 1 Одинарный
SR360 60 3 Одинарный
КД638 БС SR560 60 5 Сдвоенные
КД636 АС SR1660 60 15 Сдвоенные
КД637 АС 60 25 Сдвоенные
КД269 В, ВС 50SQ080 75 5 Одинарный/сдвоенный
КД270 В, ВС 8TQ060 75 7,5 Одинарный/сдвоенный
КД271 В, ВС 75 10 Одинарный/сдвоенный
КД272 В, ВС 75 15 Одинарный/сдвоенный
КД273 В, ВС 75 20 Одинарный/сдвоенный
30CPQ80 75 30 Сдвоенные
11DQ09 90-100 1.1 Одинарный
31DQ10 90-100 3.3 Одинарный
КД638 ВС 90-100 5 Сдвоенные
КД269 Г, ГС 50SQ100 90-100 5 Одинарный/сдвоенный
КД270 Г, ГС 8TQ100 90-100 7.5 Одинарный/сдвоенный
КД271 Г, ГС 90-100 10 Одинарный/сдвоенный
КД272 Г, ГС 90-100 15 Одинарный/сдвоенный
КД273 Г, ГС 90-100 20 Одинарный/сдвоенный
30CPQ100 90-100 30 Сдвоенные
КД638 ГС 150 5 Сдвоенные
КД269 Д, ДС 150 5 Одинарный/сдвоенный
КД638 ДС 150 5 Сдвоенные
КД270 Д, ДС 150 7,5 Одинарный/сдвоенный
КД271 Д, ДС 10CTQ150 150 10 Одинарный/сдвоенный
КД636 БС 150 15 Сдвоенные
КД272 Д, ДС 150 15 Одинарный/сдвоенный
КД273 Д, ДС 150 20 Одинарный/сдвоенный
КД637 БС 150 25 Одинарный/сдвоенный
30CPQ150, SF303 150 30 Сдвоенные
UF4003, SF14 200 1 Одинарный
SF24 200 2 Одинарный
SF34, HER303 200 3 Одинарный
КД369 Е, ЕС 200 5 Одинарный/сдвоенный
КД638 ЕС 200 5 Сдвоенные
КД270 Е, ЕС 200 7,5 Одинарный/сдвоенный
КД271 Е, ЕС 200 10 Одинарный/сдвоенный
КД272 Е, ЕС 200 15 Одинарный/сдвоенный
КД638 ВС 200 15 Сдвоенные
КД273 Е, ЕС 200 20 Одинарный/сдвоенный
КД637 ВС 200 25 Сдвоенные
SF304, 30EPF02 200 30 Одинарный
UF4004. SF16 400 1 Одинарный
SF26 400 2 Одинарный
SF26, HER305 400 3 Одинарный
КД640 А, АС 400 8 Одинарный/сдвоенный
КД271 К, КС, К1 10ETF04 400 10 Одинарный/сдвоенный
КД272 К, КС, К1 16CTU04 400 15 Одинарный/сдвоенный
КД641 А, АС 400 15 Одинарный/сдвоенный
КД636ГС 400 15 Сдвоенные
КД273К, КС, К1 400 20 Одинарный/сдвоенный
КД637ГС 30CPF04 400 25 (30) Сдвоенные
КД640 Б, БС 500 8 Одинарный/сдвоенный
КД640 Е, ЕС 500 8 Одинарный/сдвоенный
КД271 Л, ЛС, Л1 500 10 Одинарный/сдвоенный
КД272 Л, ЛС, Л1 500 15 Одинарный/сдвоенный
КД640 Б, БС 500 15 Одинарный/сдвоенный
КД640 Е, ЕС 500 15 Одинарный/сдвоенный
КД273 Л, ЛС, Л1 500 20 Одинарный/сдвоенный
UF4005, SF17 600 1 Одинарный
SF27 600 2 Одинарный
SF37, HER306 600 3 Одинарный
HFA04TB60 600 4 Одинарный
КД640 В, ВС HFA08TB60, HFA08pB60 600 8 Одинарный/сдвоенный
КД271, М, МС, М1 10ETF06 600 10 Одинарный/сдвоенный
КД636 ДС 600 12 Сдвоенные
КД272, М, МС, М1 600 15 Одинарный/сдвоенный
КД641В, ВС 600 15 Одинарный/сдвоенный
КД273, М, МС, М1 600 20 Одинарный/сдвоенный
КД637 ДС 600 25 Сдвоенные
30СPF06 600 30 Одинарный/сдвоенный
40EPF06 600 40 Одинарный
60EPF06 600 60 Одинарный
КД640 Г, ГС 700 8 Одинарный/сдвоенный
КД640 Г, ГС 700 15 Одинарный/сдвоенный
UF4006, SF18 800 1 Одинарный
SF28 800 2 Одинарный
SF38, HER307 800 3 Одинарный
КД636 ЕС 800 12 Сдвоенные
КД637 ЕС 20ETF08 800 25 Сдвоенные
UF4007, SF19 1000-1200 1 Одинарный
SF29 1000-1200 2 Одинарный
SF39, HER308 1000-1200 3 Одинарный
HFA06TB120 1000-1200 6 Одинарный
HFA08TB120, HFA06PB120 1000-1200 8 Одинарный
20ETF12 1000-1200 20 Одинарный
30ETF12 1000-1200 30 Одинарный/сдвоенный
60ETF12 1000-1200 60 Одинарный

Для удобства они отсортированы по напряжению пробоя. Внутри группы прямой ток идет по возрастающей. Так удобнее ориентироваться.

Отличия в графическом изображении диода Шоттки и обычного

Некоторые из перечисленных супербыстрые: SF 17/18/19 в группе с высоким обратным напряжением (от 600 В). В группе с напряжением пробоя 400 В их несколько — всё по списку начиная от тока 8А. Такая же картина наблюдается с пробоем на 300 В. В этой группе почти все отличатся высоким быстродействием. Только три позиции (UF4003 и SF 24 и 34) имеют «нормальную» для диодов Шоттки скорость срабатывания. Она всё равно намного выше, чем у обычных кремниевых деталей.

Если проанализировать таблицу, можно заметить, что диоды с малым обратным током почти без исключений импортного производства.

Как проверить

Вообще, он проверяется как обычный диод. Проверка основана на том, что они в одном направлении пропускают ток и имеют малое сопротивление, во втором ток не пропускают и сопротивление имеют высокое — почти обрыв.

Чтобы проверить диод Шоттки мультиметром, переводим его в режим прозвонки. Прикладываем щупы к выводам проверяемой детали. В одном положении должно «звониться», поменяв щупы, должна получить обрыв. Если «звонится» и в любом положении щупов — переход пробит и диод неисправен. Но никакие другие характеристики мультиметром вы не проверите. Можно только сказать работает он или пробит, а также где анод и катод.

Можно проверить диод Шоттки имея обычный мультиметр. В обратном положении должен показывать «обрыв».

Где анод, а где катод? Анод там где положительный щуп, катод — где земляной при таком положении когда диод ток пропускает. В обычном исполнении (КД) катод там, где корпус имеет расширение.

Проверить исправность диода Шоттки вообще не проблема, если имеете универсальный тестер. В слоты вставляем ножки детали и нажимаем на кнопку тестирования. На экране должен высветиться символ диода и характеристики, которыми он обладает. Перечень характеристик зависит от модели измерителя, но падение напряжения на прямом переходе, напряжение пробоя и обратный ток должны быть обязательно. А ещё вам распишут, к какому слоту подключён анод, а к какому катод. Если он сдвоенный, то и общий коллектор/база будут прописаны.

Чем заменить

Заменить диод диодом Шоттки вполне возможно, лишь бы подходил по основным характеристикам, напряжение и ток. А вот обратная замена нежелательна. Дело в том, что Шоттки в силу своих характеристик, меньше греются. При такой замене он быстро выйдет из строя. Конечно если проанализировать схему, то можно подобрать аналог с запасом по мощности.

Обозначение, применение и параметры диодов Шоттки

К многочисленному семейству полупроводниковых диодов названных по фамилиям учёных, которые открыли необычный эффект, можно добавить ещё один. Это диод Шоттки.

Немецкий физик Вальтер Шоттка открыл и изучил так называемый барьерный эффект возникающий при определённой технологии создания перехода металл-полупроводник.

Основной «фишкой» диода Шоттки является то, что в отличие от обычных диодов на основе p-n перехода, здесь используется переход металл-полупроводник, который ещё называют барьером Шоттки. Этот барьер, так же, как и полупроводниковый p-n переход, обладает свойством односторонней электропроводимости и рядом отличительных свойств.

В качестве материала для изготовления диодов с барьером Шоттки преимущественно используется кремний (Si) и арсенид галлия (GaAs), а также такие металлы как золото, серебро, платина, палладий и вольфрам.

На принципиальных схемах диод Шоттки изображается вот так.

Как видим, его изображение несколько отличается от обозначения обычного полупроводникового диода.

Кроме такого обозначения на схемах можно встретить и изображение сдвоенного диода Шоттки (сборки).

Сдвоенный диод – это два диода смонтированных в одном общем корпусе. Выводы катодов или анодов у них объединены. Поэтому такая сборка, как правило, имеет три вывода. В импульсных блоках питания обычно применяются сборки с общим катодом.

Так как два диода размещены в одном корпусе и выполнены в едином технологическом процессе, то их параметры очень близки. Поскольку они размещены в едином корпусе, то и температурный режим их одинаков. Это увеличивает надёжность и срок службы элемента.

У диодов Шоттки есть два положительных качества: весьма малое прямое падение напряжения (0,2-0,4 вольта) на переходе и очень высокое быстродействие.

К сожалению, такое малое падение напряжения проявляется при приложенном напряжении не более 50-60 вольт. При дальнейшем его повышении диод Шоттки ведёт себя как обычный кремниевый выпрямительный диод. Максимальное обратное напряжение для Шоттки обычно не превышает 250 вольт, хотя в продаже можно встретить образцы, рассчитанные и на 1,2 киловольта (VS-10ETS12-M3).

Так, сдвоенный диод Шоттки (Schottky rectifier) 60CPQ150 рассчитан на максимальное обратное напряжение 150V, а каждый из диодов сборки способен пропустить в прямом включении 30 ампер!

Также можно встретить образцы, выпрямленный за полупериод ток которых может достигать 400А максимум! Примером может служит модель VS-400CNQ045.

Очень часто в принципиальных схемах сложное графическое изображение катода попросту опускают и изображают диод Шоттки как обычный диод. А тип применяемого элемента указывают в спецификации.

К недостаткам диодов с барьером Шоттки можно отнести то, что даже при кратковременном превышении обратного напряжения они мгновенно выходят из строя и главное необратимо. В то время как кремниевые силовые вентили после прекращения действия превышенного напряжения прекрасно самовосстанавливаются и продолжают работать. Кроме того обратный ток диодов очень сильно зависит от температуры перехода. На большом обратном токе возникает тепловой пробой.

К положительным качествам диодов Шоттки кроме высокого быстродействия, а, следовательно, малого времени восстановления можно отнести малую ёмкость перехода (барьера), что позволяет повысить рабочую частоту. Это позволяет использовать их в импульсных выпрямителях на частотах в сотни килогерц. Очень много диодов Шоттки находят своё применение в интегральной микроэлектронике. Выполненные по нано технологии диоды Шоттки входят в состав интегральных схем, где они шунтируют переходы транзисторов для повышения быстродействия.

В радиолюбительской практике прижились диоды Шоттки серии 1N581x (1N5817, 1N5818, 1N5819). Все они рассчитаны на максимальный прямой ток (IF(AV)) – 1 ампер и обратное напряжение (VRRM) от 20 до 40 вольт. Падение напряжения (VF) на переходе составляет от 0,45 до 0,55 вольт. Как уже говорилось, прямое падение напряжения (Forward voltage drop) у диодов с барьером Шоттки очень мало.

Также достаточно известным элементом является 1N5822. Он рассчитан на прямой ток в 3 ампера и выполнен в корпусе DO-201AD.

Также на печатных платах можно встретить диоды серии SK12 – SK16 для поверхностного монтажа. Они имеют довольно небольшие размеры. Несмотря на это SK12-SK16 выдерживают прямой ток до 1 ампера при обратном напряжении 20 – 60 вольт. Прямое падение напряжения составляет 0,55 вольт (для SK12, SK13, SK14) и 0,7 вольт (для SK15, SK16). Также на практике можно встретить диоды серии SK32 – SK310, например, SK36, который рассчитан на прямой ток 3 ампера.

Применение диодов Шоттки в источниках питания.

Диоды Шоттки активно применяются в блоках питания компьютеров и импульсных стабилизаторах напряжения. Среди низковольтных питающих напряжений самыми сильноточными (десятки ампер) являются напряжения +3,3 вольта и +5,0 вольт. Именно в этих вторичных источниках питания и используются диоды с барьером Шоттки. Чаще всего используются трёхвыводные сборки с общим катодом. Именно применение сборок может считаться признаком высококачественного и технологичного блока питания.

Выход из строя диодов Шоттки одна из наиболее часто встречающихся неисправностей в импульсных блоках питания. У него может быть два «дохлых» состояния: чистый электрический пробой и утечка. При наличии одного из этих состояний блок питания компьютера блокируется, так как срабатывает защита. Но это может происходить по-разному.

В первом случае все вторичные напряжения отсутствуют. Защита заблокировала блок питания. Во втором случае вентилятор «подёргивается» и на выходе источников питания периодически то появляются пульсации напряжения, то пропадают.

То есть схема защиты периодически срабатывает, но полной блокировки источника питания при этом не происходит. Диоды Шоттки гарантированно вышли из строя, если радиатор, на котором они установлены, разогрет очень сильно до появления неприятного запаха. И последний вариант диагностики связанный с утечкой: при увеличении нагрузки на центральный процессор в мультипрограммном режиме блок питания самопроизвольно отключается.

Следует иметь в виду, что при профессиональном ремонте блока питания после замены вторичных диодов, особенно с подозрением на утечку, следует проверить все силовые транзисторы выполняющие функцию ключей и наоборот: после замены ключевых транзисторов проверка вторичных диодов является обязательной процедурой. Всегда необходимо руководствоваться принципом: беда одна не приходит.

Проверка диодов Шоттки мультиметром.

Проверить диод Шоттки можно с помощью рядового мультиметра. Методика такая же, как и при проверке обычного полупроводникового диода с p-n переходом. Но и тут есть подводные камни. Особенно трудно проверить диод с утечкой. Прежде всего, элемент необходимо выпаять из схемы для более точной проверки. Достаточно легко определить полностью пробитый диод. На всех пределах измерения сопротивления неисправный элемент будет иметь бесконечно малое сопротивление, как в прямом, так и в обратном включении. Это равносильно короткому замыканию.

Сложнее проверить диод с подозрением на «утечку». Если проводить проверку мультиметром DT-830 в режиме «диод», то мы увидим совершенно исправный элемент. Можно попробовать измерить в режиме омметра его обратное сопротивление. На пределе «20кОм» обратное сопротивление определяется как бесконечно большое. Если же прибор показывает хоть какое-то сопротивление, допустим 3 кОм, то этот диод следует рассматривать как подозрительный и менять на заведомо исправный. Стопроцентную гарантию может дать полная замена диодов Шоттки по шинам питания +3,3V и +5,0V.

Где ещё в электронике используются диоды Шоттки? Их можно обнаружить в довольно экзотических приборах, таких как приёмники альфа и бета излучения, детекторах нейтронного излучения, а в последнее время на барьерных переходах Шоттки собирают панели солнечных батарей. Так, что они питают электроэнергией и космические аппараты.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

  • Супрессор (защитный диод).

  • Динистор.

  • Что такое варикап?

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий