इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स कई अवधारणाओं से परिपूर्ण हैं, जिनमें से एक शोट्की डायोड है, जिसका उपयोग कई विद्युत सर्किटों में किया जाता है। बहुत से लोग यह प्रश्न पूछते हैं कि शोट्की डायोड क्या है, इसे आरेखों पर कैसे दर्शाया जाता है, और शोट्की डायोड का संचालन सिद्धांत क्या है।

सामान्य जानकारी और संचालन सिद्धांत

शॉट्की डायोड एक डायोड सेमीकंडक्टर उत्पाद है, जो सीधे सर्किट से कनेक्ट होने पर, एक छोटी वोल्टेज कमी उत्पन्न करता है। यह तत्व धातु और अर्धचालक से मिलकर बना है। डायोड का नाम प्रसिद्ध जर्मन परीक्षण भौतिक विज्ञानी डब्ल्यू. शोट्की के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने 20वीं सदी के 1938 में इसका आविष्कार किया था।

उद्योग में, सीमित रिवर्स वोल्टेज वाले ऐसे डायोड का उपयोग किया जाता है - 250 V तक, लेकिन व्यवहार में, घरेलू उद्देश्यों के लिए, विपरीत दिशा में करंट के प्रवाह को रोकने के लिए, मुख्य रूप से कम-वोल्टेज विकल्पों का उपयोग किया जाता है - 3-10V।

शक्ति विशेषताओं के अनुसार शॉट्की डायोड को 3 वर्गों में विभाजित किया जा सकता है:

• उच्च शक्ति;
• मध्यम-शक्ति;
• कम बिजली।

शॉट्की बैरियर डायोड (उत्पाद के लिए अधिक सटीक नाम) में संपर्क के लिए उपयोग की जाने वाली धातु के साथ एक कंडक्टर, सुरक्षा की एक अंगूठी और ग्लास निष्क्रियता शामिल होती है।

जिस समय विद्युत परिपथ में धारा प्रवाहित होती है, उस समय अर्धचालक अवरोध के पूरे क्षेत्र में और सुरक्षात्मक रिंग पर शरीर के विभिन्न हिस्सों में नकारात्मक और सकारात्मक आवेश एकत्रित हो जाते हैं, जिससे एक विद्युत क्षेत्र का उद्भव होता है और रिहाई होती है। तापीय ऊर्जा - यह कई भौतिक प्रयोगों के लिए डायोड का एक बड़ा प्लस है।

इस प्रकार की डायोड असेंबलियों का उत्पादन कई रूपों में किया जा सकता है:

• एक सामान्य एनोड के साथ शोट्की डायोड;
• एक सामान्य कैथोड से आउटपुट वाले डायोड उत्पाद;
• डायोड को दोहरीकरण सर्किट के अनुसार इकट्ठा किया जाता है।

शोट्की डायोड के लोकप्रिय संशोधनों की तकनीकी विशेषताएं

अन्य अर्धचालकों से अंतर

शोट्की डायोड अन्य डायोड उत्पादों से इस मायने में भिन्न होते हैं कि उनमें एक संक्रमण के रूप में एक अवरोध होता है - एक अर्धचालक-धातु, जो एक तरफा विद्युत चालकता द्वारा विशेषता है। उनमें धातु सिलिकॉन, गैलियम आर्सेनाइड हो सकती है, और कम सामान्यतः, जर्मेनियम, टंगस्टन, सोना, प्लैटिनम और अन्य के यौगिकों का उपयोग किया जा सकता है।

इस इलेक्ट्रॉनिक घटक का प्रदर्शन पूरी तरह से चुनी गई धातु पर निर्भर करेगा। सिलिकॉन अक्सर ऐसे डिज़ाइनों में पाया जाता है, क्योंकि यह अधिक विश्वसनीय होता है और उच्च शक्तियों पर उत्कृष्ट प्रदर्शन करता है। गैलियम और आर्सेनिक और जर्मेनियम के यौगिकों का भी उपयोग किया जा सकता है। उत्पादन प्रौद्योगिकीयह इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद सरल है, जिससे इसकी कीमत कम है।

अन्य प्रकार के अर्धचालक डायोड की तुलना में जब विद्युत धारा लागू की जाती है तो शोट्की के उत्पाद को अधिक स्थिर संचालन की विशेषता होती है। यह इस तथ्य के कारण हासिल किया जाता है कि विशेष क्रिस्टलीय संरचनाओं को उसके शरीर में पेश किया जाता है।

फायदे और नुकसान

ऊपर वर्णित डायोड के कुछ फायदे हैं, जो इस प्रकार हैं:

• विद्युत धारा परिपथ में पूरी तरह समाहित है;
• शोट्की बैरियर की छोटी क्षमता उत्पाद की सेवा जीवन को बढ़ाती है;
• कम वोल्टेज ड्रॉप;
• विद्युत परिपथ में गति.

घटक का सबसे महत्वपूर्ण दोष विशाल रिवर्स करंट है, जो कि भले ही यह संकेतक कई इकाइयों द्वारा कूदता है, डायोड की विफलता का कारण बनता है।

टिप्पणी!प्रतिकूल ताप विनिमय स्थितियों के तहत एक शक्तिशाली विद्युत प्रवाह के साथ सर्किट में शोट्की विद्युत तत्व का संचालन करते समय, एक थर्मल ब्रेकडाउन होता है।

शोट्की डायोड: पदनाम और अंकन

विद्युत परिपथों पर एक शॉट्की डायोड को लगभग पारंपरिक अर्धचालकों के समान ही नामित किया गया है, लेकिन कुछ विशेषताओं के साथ।

यह ध्यान देने योग्य है कि शॉट्की डायोड के दोहरे संस्करण भी आरेखों में पाए जा सकते हैं। इस डिज़ाइन में एक सामान्य आवास में दो जुड़े हुए डायोड होते हैं, जिसमें सोल्डरेड कैथोड या एनोड होते हैं, जिससे तीन टर्मिनलों का निर्माण होता है।

ऐसे तत्वों के चिह्नों को अक्षरों और प्रतीकों के रूप में किनारे पर चिपका दिया जाता है। प्रत्येक निर्माता अपने उत्पादों को अपने तरीके से लेबल करता है, लेकिन कुछ अंतरराष्ट्रीय मानकों के अनुपालन में।

महत्वपूर्ण!यदि डायोड बॉडी पर अल्फ़ान्यूमेरिक पदनाम स्पष्ट नहीं है, तो रेडियो इंजीनियरिंग संदर्भ पुस्तक में स्पष्टीकरण को देखने की अनुशंसा की जाती है।

आवेदन क्षेत्र

शॉट्की बैरियर के साथ डायोड संरचनाओं का उपयोग कई उपकरणों और विद्युत संरचनाओं में पाया जा सकता है। इनका उपयोग अक्सर विद्युत परिपथों पर निम्नलिखित तकनीकों में किया जाता है:

• घर और कंप्यूटर के लिए विद्युत उपकरण;
• बिजली की आपूर्ति विभिन्न प्रकार केऔर वोल्टेज स्टेबलाइजर्स;
• टेलीविजन, - और रेडियो उपकरण;
• सौर ऊर्जा द्वारा संचालित ट्रांजिस्टर और बैटरी;
• अन्य इलेक्ट्रॉनिक्स.

अनुप्रयोगों की इतनी विस्तृत श्रृंखला इस तथ्य के कारण है कि ऐसा विद्युत तत्व अंतिम उत्पाद की दक्षता और प्रदर्शन को काफी बढ़ाता है, विद्युत प्रवाह के रिवर्स प्रतिरोध को पुनर्स्थापित करता है, इसे विद्युत नेटवर्क में संरक्षित करता है, और नुकसान की संख्या को कम करता है। विद्युत वोल्टेज की गतिशीलता, और विभिन्न प्रकार के विकिरणों को भी अवशोषित करती है।

शोट्की डायोड का निदान

शोट्की इलेक्ट्रिक तत्व की सेवाक्षमता की जांच करना मुश्किल नहीं है, लेकिन इसमें कुछ समय लगेगा। खराबी का निदान करने के लिए, आपको निम्नलिखित कार्य करना होगा:

1. प्रारंभ में विद्युत सर्किट या डायोड ब्रिज से रुचि के तत्व को हटाना आवश्यक है;
2. संभावित यांत्रिक क्षति, रासायनिक निशान और अन्य प्रतिक्रियाओं के लिए एक दृश्य निरीक्षण करें;
3. एक परीक्षक या मल्टीमीटर से डायोड की जांच करें;
4. यदि परीक्षण मल्टीमीटर के साथ किया जाता है, तो इसे चालू करने के बाद, जांच को कैथोड और एनोड के सिरों पर लाना आवश्यक है, परिणामस्वरूप, डिवाइस डायोड असेंबली का वास्तविक वोल्टेज प्रदर्शित करेगा।

महत्वपूर्ण!मल्टीमीटर के साथ परीक्षण करते समय, आपको विद्युत प्रवाह को ध्यान में रखना चाहिए, जो आमतौर पर उत्पाद के किनारे पर इंगित किया जाता है।

इन सरल क्रियाओं का परिणाम स्थापना होगा तकनीकी स्थितिअर्धचालक. डायोड निम्नलिखित कारणों से ख़राब हो सकता है:

1. जब छेद होते हैं, तो शॉट्की तत्व विद्युत प्रवाह को रोकना बंद कर देता है, और तदनुसार अर्धचालक से कंडक्टर में बदल जाता है;
2. जब डायोड ब्रिज या डायोड तत्व में ही दरार आ जाती है, तो विद्युत धारा का प्रवाह पूरी तरह से रुक जाता है।

यह ध्यान देने योग्य है कि ऐसी घटनाओं में, न तो धुआं और न ही जलती हुई गंध दिखाई देगी, इसलिए, सभी डायोड की जांच करने की आवश्यकता होगी, और विशेष कार्यशालाओं से संपर्क करना सबसे अच्छा है।

शॉट्की डायोड एक सरल और सरल है, लेकिन साथ ही आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स में एक अत्यंत आवश्यक तत्व है, क्योंकि यह इसके लिए धन्यवाद है कि यह प्रदान करना संभव है निर्बाध संचालनकई उपकरण और तकनीकी उत्पाद।

वीडियो

असामान्य प्रभाव की खोज करने वाले वैज्ञानिकों के नाम पर नामित सेमीकंडक्टर डायोड के बड़े परिवार में, हम एक और जोड़ सकते हैं। यह एक शॉट्की डायोड है।

जर्मन भौतिक विज्ञानी वाल्टर शॉटका ने धातु-अर्धचालक संक्रमण बनाने के लिए एक निश्चित तकनीक के साथ होने वाले तथाकथित बाधा प्रभाव की खोज और अध्ययन किया।

शोट्की डायोड की मुख्य विशेषता यह है कि, यह पारंपरिक डायोड पर आधारित नहीं है पी-एन जंक्शन, यहां एक धातु-अर्धचालक जंक्शन का उपयोग किया जाता है, जिसे शोट्की बैरियर भी कहा जाता है। यह बाधा, बिल्कुल वैसे ही सेमीकंडक्टर पी-एनसंक्रमण में एकतरफ़ा विद्युत चालकता का गुण और कई विशिष्ट गुण होते हैं।

शोट्की बैरियर डायोड बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री मुख्य रूप से सिलिकॉन (Si) और गैलियम आर्सेनाइड (GaAs), साथ ही सोना, चांदी, प्लैटिनम, पैलेडियम और टंगस्टन जैसी धातुएं हैं।

पर सर्किट आरेखएक शॉट्की डायोड को इस प्रकार दर्शाया गया है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, इसकी छवि पारंपरिक अर्धचालक डायोड के पदनाम से कुछ अलग है।

इस पदनाम के अलावा, आरेखों में आप दोहरे शोट्की डायोड (असेंबली) की एक छवि भी पा सकते हैं।

एक दोहरी डायोड एक सामान्य आवास में लगे दो डायोड होते हैं। इनके कैथोड या एनोड के टर्मिनल संयुक्त होते हैं। इसलिए, ऐसी असेंबली में, एक नियम के रूप में, तीन आउटपुट होते हैं। में पल्स ब्लॉकसामान्य कैथोड वाली असेंबली का उपयोग आमतौर पर बिजली आपूर्ति के लिए किया जाता है।

चूँकि दो डायोड एक ही आवास में रखे गए हैं और एक ही तकनीकी प्रक्रिया में बनाए गए हैं, उनके पैरामीटर बहुत करीब हैं। चूँकि वे एक ही इमारत में स्थित हैं तापमान व्यवस्थाउनका भी वैसा ही है. इससे तत्व की विश्वसनीयता और सेवा जीवन बढ़ जाता है।

शोट्की डायोड में दो सकारात्मक गुण हैं: जंक्शन पर बहुत कम फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप (0.2-0.4 वोल्ट) और बहुत उच्च प्रदर्शन।

दुर्भाग्य से, इतना छोटा वोल्टेज ड्रॉप तब होता है जब लागू वोल्टेज 50-60 वोल्ट से अधिक नहीं होता है। जैसे-जैसे यह और बढ़ता है, शॉट्की डायोड एक नियमित सिलिकॉन रेक्टिफायर डायोड की तरह व्यवहार करता है। शोट्की के लिए अधिकतम रिवर्स वोल्टेज आमतौर पर 250 वोल्ट से अधिक नहीं होता है, हालांकि 1.2 किलोवोल्ट (वीएस-10ईटीएस12-एम3) पर रेट किए गए नमूने बिक्री पर पाए जा सकते हैं।

तो, दोहरी शॉट्की डायोड (शोट्की रेक्टिफायर) 60CPQ150 150V के अधिकतम रिवर्स वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किया गया है, और असेंबली का प्रत्येक डायोड सीधे कनेक्शन में 30 एम्पीयर पास करने में सक्षम है!

आप ऐसे नमूने भी पा सकते हैं जिनका आधा-चक्र सुधारित धारा अधिकतम 400A तक पहुँच सकती है! एक उदाहरण VS-400CNQ045 मॉडल है।

बहुत बार, सर्किट आरेखों में, कैथोड के जटिल ग्राफिकल प्रतिनिधित्व को छोड़ दिया जाता है और शोट्की डायोड को एक नियमित डायोड के रूप में दर्शाया जाता है। और प्रयुक्त तत्व का प्रकार विनिर्देश में दर्शाया गया है।

शोट्की बैरियर वाले डायोड के नुकसान में यह तथ्य शामिल है कि भले ही रिवर्स वोल्टेज थोड़ी देर के लिए बढ़ जाए, वे तुरंत विफल हो जाते हैं और, सबसे महत्वपूर्ण बात, अपरिवर्तनीय रूप से। जबकि सिलिकॉन पावर वाल्व, अतिरिक्त वोल्टेज बंद होने के बाद, पूरी तरह से स्व-उपचार होते हैं और काम करना जारी रखते हैं। इसके अलावा, डायोड का रिवर्स करंट जंक्शन तापमान पर बहुत निर्भर करता है। बड़े रिवर्स करंट पर, थर्मल ब्रेकडाउन होता है।

उच्च गति और इसलिए, कम पुनर्प्राप्ति समय के अलावा, शोट्की डायोड के सकारात्मक गुणों में एक छोटा जंक्शन (बाधा) कैपेसिटेंस शामिल है, जो आपको ऑपरेटिंग आवृत्ति को बढ़ाने की अनुमति देता है। यह उन्हें सैकड़ों किलोहर्ट्ज़ की आवृत्तियों पर पल्स रेक्टिफायर में उपयोग करने की अनुमति देता है। बहुत सारे शोट्की डायोड एकीकृत माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स में अपना अनुप्रयोग पाते हैं। नैनोटेक्नोलॉजी का उपयोग करके बनाए गए शोट्की डायोड को एकीकृत सर्किट में शामिल किया गया है, जहां वे प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए ट्रांजिस्टर जंक्शनों को बायपास करते हैं।

1N581x श्रृंखला (1N5817, 1N5818, 1N5819) के शोट्की डायोड ने शौकिया रेडियो अभ्यास में जड़ें जमा ली हैं। इन सभी को अधिकतम फॉरवर्ड करंट के लिए डिज़ाइन किया गया है ( मैं एफ(एवी)) - 1 एम्पीयर और रिवर्स वोल्टेज ( वी आरआरएम) 20 से 40 वोल्ट तक। वोल्टेज घटाव ( वी एफ) जंक्शन पर 0.45 से 0.55 वोल्ट है। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, आगे वोल्टेज ड्रॉप ( आगे वोल्टेज ड्रॉप) शोट्की बैरियर वाले डायोड के लिए बहुत छोटा है।

एक अन्य काफी प्रसिद्ध तत्व 1N5822 है। इसे 3 एम्पीयर के फॉरवर्ड करंट के लिए डिज़ाइन किया गया है और इसे DO-201AD हाउसिंग में रखा गया है।

पर भी प्रिंटेड सर्किट बोर्ड्सआप सतह पर लगाने के लिए SK12 - SK16 श्रृंखला के डायोड पा सकते हैं। उनके पास काफ़ी है छोटे आकार. इसके बावजूद, SK12-SK16 20 - 60 वोल्ट के रिवर्स वोल्टेज पर 1 एम्पीयर तक फॉरवर्ड करंट का सामना कर सकता है। फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप 0.55 वोल्ट (एसके12, एसके13, एसके14 के लिए) और 0.7 वोल्ट (एसके15, एसके16 के लिए) है। व्यवहार में भी आप SK32 - SK310 श्रृंखला के डायोड पा सकते हैं, उदाहरण के लिए, SK36, जिसे 3 एम्पीयर की प्रत्यक्ष धारा के लिए डिज़ाइन किया गया है।

बिजली आपूर्ति में शॉट्की डायोड का अनुप्रयोग।

स्कॉटकी डायोड सक्रिय रूप से कंप्यूटर बिजली आपूर्ति और स्विचिंग वोल्टेज स्टेबलाइजर्स में उपयोग किए जाते हैं। निम्न-वोल्टेज आपूर्ति वोल्टेज में, उच्चतम धारा (दसियों एम्पीयर) +3.3 वोल्ट और +5.0 वोल्ट हैं। इन माध्यमिक विद्युत आपूर्तियों में शोट्की बैरियर डायोड का उपयोग किया जाता है। अधिकतर, एक सामान्य कैथोड वाली तीन-टर्मिनल असेंबलियों का उपयोग किया जाता है। यह असेंबली का उपयोग है जिसे उच्च गुणवत्ता और तकनीकी रूप से उन्नत बिजली आपूर्ति का संकेत माना जा सकता है।

बिजली आपूर्ति स्विच करने में शॉट्की डायोड की विफलता सबसे आम दोषों में से एक है। इसकी दो "मृत" स्थितियाँ हो सकती हैं: शुद्ध विद्युत टूटना और रिसाव। यदि इनमें से कोई भी स्थिति मौजूद है, तो सुरक्षा चालू होने पर कंप्यूटर की बिजली आपूर्ति अवरुद्ध हो जाती है। लेकिन यह अलग-अलग तरीकों से हो सकता है.

पहले मामले में, सभी माध्यमिक तनाव अनुपस्थित हैं। सुरक्षा ने बिजली आपूर्ति अवरुद्ध कर दी है। दूसरे मामले में, बिजली आपूर्ति के आउटपुट पर पंखा हिलता है और वोल्टेज तरंगें समय-समय पर दिखाई देती हैं और फिर गायब हो जाती हैं।

यही है, सुरक्षा सर्किट समय-समय पर चालू होता है, लेकिन बिजली स्रोत पूरी तरह से अवरुद्ध नहीं होता है। शोट्की डायोड के विफल होने की गारंटी है यदि रेडिएटर जिस पर वे स्थापित हैं तब तक बहुत गर्म है बदबू. और अंतिम निदान विकल्प एक रिसाव से संबंधित है: जब मल्टीप्रोग्राम मोड में केंद्रीय प्रोसेसर पर लोड बढ़ता है, तो बिजली की आपूर्ति अनायास बंद हो जाती है।

यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि व्यावसायिक रूप से बिजली की आपूर्ति की मरम्मत करते समय, माध्यमिक डायोड को बदलने के बाद, विशेष रूप से एक संदिग्ध रिसाव के साथ, आपको सभी बिजली ट्रांजिस्टर की जांच करनी चाहिए जो कुंजी का कार्य करते हैं और इसके विपरीत: कुंजी ट्रांजिस्टर को बदलने के बाद, माध्यमिक डायोड की जांच करना है एक अनिवार्य प्रक्रिया. इस सिद्धांत द्वारा निर्देशित होना हमेशा आवश्यक है: मुसीबत अकेले नहीं आती।

मल्टीमीटर से शॉट्की डायोड की जाँच करना।

आप व्यावसायिक मल्टीमीटर का उपयोग करके शॉट्की डायोड की जांच कर सकते हैं। यह तकनीक पी-एन जंक्शन के साथ पारंपरिक अर्धचालक डायोड का परीक्षण करने जैसी ही है। लेकिन यहां भी ख़तरे हैं. लीकी डायोड का परीक्षण करना विशेष रूप से कठिन होता है। सबसे पहले, अधिक सटीक जांच के लिए तत्व को सर्किट से हटा दिया जाना चाहिए। पूरी तरह से टूटे हुए डायोड का पता लगाना काफी आसान है। प्रतिरोध माप की सभी सीमाओं पर, दोषपूर्ण तत्व में आगे और पीछे दोनों कनेक्शनों में असीम प्रतिरोध होगा। यह शॉर्ट सर्किट के बराबर है.

किसी संदिग्ध "रिसाव" वाले डायोड की जांच करना अधिक कठिन है। यदि हम "डायोड" मोड में DT-830 मल्टीमीटर से जांच करते हैं, तो हमें पूरी तरह से सेवा योग्य तत्व दिखाई देगा। आप ओममीटर का उपयोग करके इसके विपरीत प्रतिरोध को मापने का प्रयास कर सकते हैं। "20 kOhm" सीमा पर, रिवर्स प्रतिरोध को असीम रूप से बड़े के रूप में परिभाषित किया गया है। यदि डिवाइस कम से कम कुछ प्रतिरोध दिखाता है, मान लीजिए 3 kOhm, तो इस डायोड को संदिग्ध माना जाना चाहिए और इसे किसी ज्ञात अच्छे डायोड से बदल दिया जाना चाहिए। +3.3V और +5.0V पावर बसों पर शोट्की डायोड का पूर्ण प्रतिस्थापन 100% गारंटी प्रदान कर सकता है।

इलेक्ट्रॉनिक्स में शोट्की डायोड का उपयोग और कहाँ किया जाता है? वे विदेशी उपकरणों में पाए जा सकते हैं, जैसे अल्फा और बीटा विकिरण रिसीवर, न्यूट्रॉन विकिरण डिटेक्टर, और हाल ही में, शॉट्की बैरियर जंक्शनों पर सौर पैनलों को इकट्ठा किया गया है। इसलिए, वे अंतरिक्ष यान को बिजली की आपूर्ति भी करते हैं।

कई महान वैज्ञानिकों ने अध्ययन किया है पी-एन गुणसंक्रमण। जैसा कि आपने अनुमान लगाया होगा, यह एक नियमित डायोड है जिसे किसी भी इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में देखा जा सकता है। इसके आविष्कार के समय, यह एक ऐसा तत्व था जिसने वास्तविक क्रांति पैदा की और इलेक्ट्रॉनिक्स के भविष्य के बारे में सभी विचारों को बदल दिया। साथ ही, इसके उत्पादन की तकनीक पर किसी का ध्यान नहीं गया। जेनर और गन डायोड प्रकट हुए। शॉट्की डायोड का भी आविष्कार किया गया था

दिलचस्प गुण हैं. इलेक्ट्रॉनिक्स में इसका उपयोग इसके प्रसिद्ध "भाइयों" जितना सनसनीखेज नहीं था। इस तत्व के विशेष गुणों का उपयोग पहले अत्यधिक विशिष्ट सर्किट में किया जाता था और इसका व्यापक अनुप्रयोग नहीं हुआ था। यह और भी दिलचस्प है कि हाल ही में शोट्की डायोड का उपयोग बिजली आपूर्ति स्विच करने में मुख्य तत्व के रूप में किया जाने लगा है। यह लगभग सभी इलेक्ट्रॉनिक घरेलू उपकरणों में काम करता है: टीवी, टेप रिकॉर्डर, पर्सनल कंप्यूटर, लैपटॉप, आदि।

डिवाइस के विशेष गुण कम वोल्टेज ड्रॉप में प्रकट होते हैं पी-एन जंक्शन. यह 0.4 वोल्ट से अधिक नहीं है. अर्थात्, इस पैरामीटर के संदर्भ में यह गणना में प्रयुक्त आदर्श तत्व के जितना संभव हो उतना करीब है। सच है, 50 वोल्ट से अधिक के वोल्टेज पर, ये गुण गायब हो जाते हैं। लेकिन फिर भी, शोट्की डायोड का व्यापक रूप से ऐसे सर्किटों के लिए उपयोग किया जाने लगा, जिनकी बिजली आपूर्ति 15 वोल्ट के प्रत्यक्ष वोल्टेज से अधिक नहीं थी, जिससे इस उपकरण के गुणों का पूरा लाभ उठाना संभव हो गया। यह फीडबैक सर्किट में एक सीमित तत्व के रूप में खड़ा हो सकता है या नियामकों के संचालन में भाग ले सकता है।

पी-एन जंक्शन जैसी महत्वपूर्ण संपत्ति के अलावा, शोट्की डायोड में एक छोटी क्षमता होती है। यह इसे उच्च-आवृत्ति सर्किट में काम करने की अनुमति देता है। इस तत्व के लगभग "आदर्श" गुण उच्च-आवृत्ति सिग्नल को विकृत नहीं करते हैं। इसीलिए उन्होंने इसे स्विचिंग बिजली आपूर्ति, संचार उपकरणों और नियामकों में स्थापित करना शुरू किया।

लेकिन सकारात्मक गुणों के अलावा नुकसान पर भी ध्यान देना जरूरी है। शॉट्की डायोड अनुमेय मूल्य से रिवर्स वोल्टेज की अल्पकालिक अधिकता के प्रति भी बहुत संवेदनशील होते हैं। इससे तत्व की विफलता होती है। अपने सिलिकॉन "भाइयों" के विपरीत, इसे बहाल नहीं किया गया है। थर्मल ब्रेकडाउन या तो रिसाव धाराओं की उपस्थिति या कंडक्टर में डिवाइस के "परिवर्तन" की ओर ले जाता है।

पहली खराबी से हर चीज़ का संचालन अस्थिर हो जाएगा इलेक्ट्रॉनिक उपकरण. इसे ढूंढना और खत्म करना काफी मुश्किल है। उदाहरण के लिए, थर्मल ब्रेकडाउन के लिए, यह दोषपूर्ण तत्व को बदलने के बाद सुरक्षा को ट्रिगर करेगा, बिजली की आपूर्ति सामान्य रूप से काम करेगी।

आधुनिक उद्योग काफी शक्तिशाली शोट्की डायोड का उत्पादन करता है। ऐसे उपकरणों में पल्स करंट 1.2 kA तक पहुंच सकता है। कुछ प्रकारों में निरंतर ऑपरेटिंग करंट 120 ए तक पहुंच जाता है। ऐसे उपकरणों में व्यापक करंट रेंज और अच्छी होती है प्रदर्शन गुण. इनका प्रयोग सफलतापूर्वक किया जाता है घर का सामानऔर औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक्स।

या विभिन्न विद्युत सर्किट आरेखों में शोट्की डायोड जैसी कोई चीज़ होती है। सबसे पहले, यह एक विशेष अर्धचालक डायोड है, जिसमें सीधे कनेक्ट होने पर एक छोटा वोल्टेज ड्रॉप होता है और इसमें एक अर्धचालक और धातु होता है। इसे इसका नाम जर्मन आविष्कारक वाल्टर शोट्की के सम्मान में मिला, जिन्होंने इस इलेक्ट्रॉनिक तत्व का आविष्कार किया था।

के साथ संपर्क में

औद्योगिक उद्देश्यों के लिए इलेक्ट्रॉनिक घटक में अनुमेय रिवर्स वोल्टेज 250 वोल्ट तक सीमित है। अभ्यास पर मुख्य रूप से उपयोग किया जाता हैकम वोल्टेज सर्किट में करंट प्रवाह को रोकने के लिए विपरीत पक्ष. उनकी शक्ति के आधार पर, उन्हें कई समूहों में विभाजित किया गया है: निम्न-शक्ति, मध्यम-शक्ति और उच्च-शक्ति।

डिवाइस में स्वयं एक धातु - अर्धचालक, ग्लास निष्क्रियता, एक सुरक्षात्मक अंगूठी और धातु शामिल है। जब सर्किट के माध्यम से विद्युत धारा प्रवाहित होने लगती है, तो सुरक्षात्मक रिंग पर और अर्धचालक अवरोध के पूरे क्षेत्र में जमा हो जाएगा सकारात्मक और नकारात्मक आरोप, लेकिन में विभिन्न भागमामला, जिसमें होगा विद्युत क्षेत्रऔर ऊष्मा निकलती है, जो भौतिकी में कुछ प्रयोगों के लिए एक बड़ा लाभ है।

अन्य अर्धचालकों से अंतर

यह इलेक्ट्रॉनिक तत्व दूसरों से इस मायने में भिन्न है कि यह एक बाधा के रूप में धातु का उपयोग करता है - एक अर्धचालक, जिसमें एक तरफा विद्युत चालकता होती है और कई अन्य विशिष्ट गुण होते हैं। ऐसी अर्धचालक धातुएँ गैलियम आर्सेनाइड, सोना, सिलिकॉन कार्बाइड, टंगस्टन, जर्मेनियम, पैलेडियम, प्लैटिनम आदि हो सकती हैं।

शॉट्की इलेक्ट्रॉनिक तत्व का संपूर्ण संचालन चयनित धातु पर निर्भर करेगा। सिलिकॉन का उपयोग विशेष रूप से अक्सर किया जाता है क्योंकि यह दूसरों की तुलना में अधिक विश्वसनीय है और उच्च शक्ति पर अच्छा काम करता है। भी अन्य धातुओं की तुलना में अधिक बारगैलियम आर्सेनाइड (GaAs) पर आधारित अर्धचालक का उपयोग करें - रासायनिक यौगिकआर्सेनिक और गैलियम, कम अक्सर - जर्मेनियम (जीई) पर आधारित। इन इलेक्ट्रॉनिक तत्वों की निर्माण तकनीक बहुत सरल है, यही कारण है कि यह सबसे सस्ती है।

इसके अलावा, जब करंट की आपूर्ति की जाती है तो शोट्की डायोड अपने स्थिर संचालन में दूसरों से भिन्न होता है। स्थिरता के लिए, इस इलेक्ट्रॉनिक तत्व के शरीर में विशेष क्रिस्टल डाले जाते हैं, जो एक बहुत ही नाजुक काम है, क्योंकि लापरवाही या असावधानी से उपकरण में खराबी हो सकती है। लोग शायद ही कभी ऐसा करते हैं; अक्सर यह काम एक विशेष रोबोट द्वारा किया जाता है - ऐसे ऑपरेशन के लिए प्रोग्राम की गई एक स्वचालित मशीन।

शोट्की डायोड पदनाम और अंकन

जैसे सभी इलेक्ट्रॉनिक भागों और तत्वों के पदनाम होते हैं, सर्किट आरेखों पर इस इलेक्ट्रॉनिक तत्व को इस तरह दर्शाया गया है (चित्र 1 देखें), जो पारंपरिक अर्धचालक के पदनाम से कुछ अलग है।

आरेखों में आप दोहरे शोट्की डायोड की छवि भी देख सकते हैं (चित्र 2 देखें)। ये दो लगे हुए इलेक्ट्रॉनिक तत्व हैं एक आम इमारत में. उनके एनोड या कैथोड सोल्डर होते हैं, इसलिए उनके तीन टर्मिनल होते हैं।

यह इलेक्ट्रॉनिक तत्व, अधिकांश की तरह, किनारे पर अंकित है। और यदि पदनाम पर अक्षर और संख्याएँ स्पष्ट नहीं हैं, तो आप रेडियो इंजीनियरिंग संदर्भ पुस्तक में उनकी डिकोडिंग देख सकते हैं।

फायदे और नुकसान

इस डिवाइस का अपना है सकारात्मक पक्षऔर आपकी कमियां.

1. सर्किट में विद्युत धारा को अच्छी तरह से बनाए रखता है;
2. अर्धचालक धातुओं से बनी छोटी अवरोध क्षमता, जो डायोड के दीर्घकालिक प्रदर्शन को बढ़ाती है;
3. अन्य अर्धचालकों के विपरीत, एक शॉट्की डायोड कम वोल्टेज ड्रॉप प्रदर्शित करता है;
4. में विद्युत सर्किटयह शॉट्की डायोड तेजी से काम करने वाला है।

बड़ा माइनससमस्या यह है कि रिवर्स करंट बहुत बड़ा हो सकता है। कुछ मामलों में, उदाहरण के लिए, आवश्यकता से अधिक वर्तमान स्तर को उल्टा करेंयहां तक ​​कि कुछ एम्पीयर के लिए भी, इलेक्ट्रॉनिक तत्व बस सबसे अनुचित क्षण में टूट जाता है या विफल हो जाता है, चाहे वह नया हो या पुराना। डायोड लीक भी अक्सर देखा जा सकता है, जो कुछ मामलों में गंभीर परिणाम दे सकता है यदि सेमीकंडक्टर परीक्षण की उपेक्षा की जाती है।

शॉट्की डायोड अनुप्रयोग

इन इलेक्ट्रॉनिक तत्व , ऊपर प्रस्तुत, हमारी दुनिया में लगभग हर जगह पाया जा सकता है: कंप्यूटर, स्टेबलाइजर्स में, घर का सामान, रेडियो प्रसारण, टेलीविजन, बिजली आपूर्ति, सौर शक्ति, ट्रांजिस्टर और जीवन के सभी क्षेत्रों से कई अन्य उपकरणों में।

सभी मामलों में, दक्षता और प्रदर्शन बढ़ता है, घाटे की संख्या कम कर देता हैवोल्टेज गतिशीलता, वर्तमान के रिवर्स प्रतिरोध को पुनर्स्थापित करता है, अल्फा, बीटा और गामा चार्ज के विकिरण को अवशोषित करता है, आपको ब्रेकडाउन के बिना काफी लंबे समय तक काम करने की अनुमति देता है, विद्युत सर्किट के वोल्टेज में वर्तमान को बनाए रखता है।

शोट्की डायोड का निदान

जरूरत पड़ने पर आप शॉट्की इलेक्ट्रॉनिक तत्व का निदान कर सकते हैं, लेकिन इसमें थोड़ा समय लगेगा। सबसे पहले, आपको डायोड ब्रिज या से एक तत्व को अनसोल्डर करना होगा विद्युत सर्किट. दृष्टिगत रूप से निरीक्षण करेंऔर एक परीक्षक से जाँच करें। इन सरल तकनीकी परिचालनों के परिणामस्वरूप, आप पता लगा लेंगे कि अर्धचालक काम कर रहा है या नहीं। हालाँकि पूरी असेंबली को डीसोल्डर करना आवश्यक नहीं है, क्योंकि यह अतिरिक्त काम है, और सबसे महत्वपूर्ण बात - एससमय की बर्बादी।

आप इस डायोड या डायोड ब्रिज को मल्टीमीटर से भी जांच सकते हैं, लेकिन ध्यान रखें कि निर्माता डिवाइस के किनारे पर करंट लिखता है। हम मल्टीमीटर चालू करते हैं और इसकी जांच को एनोड और कैथोड के सिरों तक लाते हैं, और यह हमें डायोड का वोल्टेज दिखाएगा।

कभी-कभी ऐसा होता है कि शॉट्की डायोड कुछ कारणों से ख़राब हो सकता है। आइए उन पर नजर डालें:

इसके अलावा, दोनों ही मामलों में आपको जलने की गंध महसूस नहीं होगी और आपको धुआं नहीं दिखेगा, क्योंकि आवास में ऐसी घटनाओं के खिलाफ विशेष सुरक्षा है। यदि अचानक एक ट्रांजिस्टर में उपरोक्त डायोड जल गया, तो सुनिश्चित करें कि यह एकमात्र उपकरण है जहां आपको कोई खराबी मिली है, क्योंकि डायोड को निश्चित रूप से जांचने की आवश्यकता है।

हालाँकि कभी-कभी आवश्यक होने पर डायोड की सेवाक्षमता की जाँच करने का ऐसा अवसर नहीं हो सकता है। कभी-कभी ऐसा होता हैकि कंप्यूटर धीमा होने लगता है, चालू होने में बहुत लंबा समय लेता है और बंद हो जाता है। शायद समस्या विशेष रूप से डायोड से संबंधित है, और कोई भी प्रोसेसर को अलग कर सकता है और देख सकता है कि अंदर क्या हुआ।

सबसे पहले, आपको कंप्यूटर की बिजली बंद करनी होगी और सिस्टम यूनिट में बिजली की आपूर्ति खोलनी होगी। आप डायोड को तुरंत नोटिस कर सकते हैं। जाँच करें कि उनमें छेद या टूट-फूट तो नहीं है। यदि हैं, तो आपको उन्हें बाहर निकालने और उन्हें एक नए अर्धचालक के साथ बदलने की आवश्यकता है, समस्याओं को स्वयं ठीक करना होगा, लेकिन पेशेवरों से मदद लेना बेहतर है।

आधुनिक दुनिया में शोट्की अर्धचालक

शॉट्की डायोड ने आधुनिक जीवन के सभी क्षेत्रों में, विशेषकर इलेक्ट्रॉनिक्स में, व्यापक लोकप्रियता और वितरण प्राप्त किया है। उन्हें इस रूप में पाया जा सकता है दोहरी रेक्टिफायर डायोड, जहां एक पैकेज में दो अर्धचालक स्थापित किए जाते हैं और एनोड या कैथोड के सिरे एक-दूसरे से जुड़े होते हैं, और साधारण वाले भी बहुत छोटे होते हैं (उदाहरण के लिए, अक्सर छोटे विद्युत भागों में पाए जाते हैं)।

इस अर्धचालक का उपयोग अक्सर घरेलू उपकरणों में बिजली की आपूर्ति को स्विच करने में किया जाता है, जो नुकसान को काफी कम करता है और थर्मल ऑपरेशन में सुधार करता है। भी डेटा इलेक्ट्रॉनिक तत्वट्रांजिस्टर में करंट रेक्टिफायर के रूप में और ऐसे विशेष डायोड में उपयोग किया जाता है जिनका उपयोग समानांतर बिजली आपूर्ति को संयोजित करने के लिए किया जाता है।

एक तत्व जैसा शोट्की डायोडहालाँकि इसका आविष्कार काफी समय पहले हुआ था, यह अपेक्षाकृत हाल ही में रेडियो शौकीनों के रोजमर्रा के जीवन में दिखाई दिया और यह इस तथ्य के कारण था कि शोट्की डायोड में दो बहुत महत्वपूर्ण और उपयोगी गुण: पहला, बहुत तेज़ गति और दूसरा, जंक्शन पर कम फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप।
पहले, इन दोनों कारकों का विशेष महत्व नहीं था, लेकिन पहले की तुलना में उच्च आवृत्तियों पर काम करने वाले आधुनिक उपकरणों में, शोट्की डायोडबस अपूरणीय.

चलो गौर करते हैं शॉट्की डायोड डिवाइस(इसे भी कहा जाता है शोट्की बैरियर डायोड).

शॉट्की डायोड के बारे में सबसे दिलचस्प बात यह है कि इसमें कोई पी-एन जंक्शन (!) नहीं होता है। इसके बजाय, एक धातु-अर्धचालक संक्रमण किया गया (चित्र देखें)

चित्र में पदनाम: 1- अर्धचालक सब्सट्रेट, 2- एपिटैक्सियल फिल्म; 3 - धातु-अर्धचालक संपर्क; 4 - धातु फिल्म; 5 - बाहरी संपर्क.

गुजरते समय विद्युत प्रवाहइस तरह के संक्रमण के माध्यम से, अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों को धातु टर्मिनल के निकट-संपर्क क्षेत्र में वितरित किया जाएगा, जिससे एक प्रकार का अवरोध पैदा होगा (इसे शोट्की अवरोध कहा जाता था) और इसके कारण, सुधारात्मक गुण बनते हैं। इसके अलावा, बैरियर की ऊंचाई भी बदली जा सकती है, जिससे डायोड के गुण बदल जाते हैं।

आरेख में शोट्की डायोड पदनाम

आरेखों में, शॉट्की डायोड को इस प्रकार निर्दिष्ट किया गया है:

शॉट्की डायोड का परीक्षण कैसे करें

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, शोट्की डायोड में जंक्शन पर कम वोल्टेज ड्रॉप होता है: जबकि साधारणसिलिकॉन डायोड में फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप लगभग 0.6-0.7V है, जर्मेनियम डायोड में लगभग 0.4V है, और शोट्की डायोड में इससे भी कम - लगभग 0.2V है। और चूंकि मल्टीमीटर, जांच करते समय, जंक्शन पर वोल्टेज ड्रॉप से ​​ज्यादा कुछ नहीं दिखाता है, रीडिंग छोटी होगी: यदि पारंपरिक डायोड की जांच करते समय, मल्टीमीटर रीडिंग जर्मेनियम के लिए लगभग 300...400 और 450...650 होगी सिलिकॉन डायोड के लिए, शोट्की डायोड की जाँच करते समय, मल्टीमीटर 100...150 दिखाएगा।

शॉट्की डायोड के नुकसान

ऐसा लगता है कि शोट्की डायोड सभी के लिए अच्छा है: यह एचएफ धाराओं पर काम करता है और इसमें कोई रिवर्स कैपेसिटेंस नहीं है और इसके पार वोल्टेज ड्रॉप न्यूनतम है, लेकिन फिर भी, इसके सभी आकर्षण के साथ, शोट्की डायोड के नुकसान भी हैं:

यदि अधिकतम रिवर्स वोल्टेज संक्षेप में पार हो जाता है, तो पारंपरिक के विपरीत, शॉट्की डायोड अपरिवर्तनीय रूप से विफल हो जाता है (शॉर्ट सर्किट - शॉर्ट सर्किट)। सिलिकॉन पी-एनडायोड जो प्रतिवर्ती मोड में स्विच करते हैं ब्रेकडाउन, और, बशर्ते कि वोल्टेज ड्रॉप के बाद डायोड पर खर्च की गई अधिकतम शक्ति से अधिक न हो, डायोड पूरी तरह से अपने गुणों को बहाल करता है।

शोट्की डायोड की विशेषता बढ़ी हुई (पारंपरिक सिलिकॉन के सापेक्ष) होती है पीएन डायोड) विपरीत धाराएँ जो क्रिस्टल तापमान बढ़ने के साथ बढ़ती हैं। 30CPQ150 के लिए, अधिकतम रिवर्स वोल्टेज पर रिवर्स करंट +25 डिग्री सेल्सियस पर 0.12 एमए से +125 डिग्री सेल्सियस पर 6.0 एमए तक भिन्न होता है। TO220 पैकेज में लो-वोल्टेज डायोड के लिए, रिवर्स करंट सैकड़ों मिलीएम्प्स (MBR4015 - +125 °C पर 600 mA तक) से अधिक हो सकता है। असंतोषजनक गर्मी अपव्यय स्थितियों के तहत, शोट्की डायोड में सकारात्मक गर्मी प्रतिक्रिया इसके भयावह अति ताप की ओर ले जाती है।

शॉट्की डायोड कैसा दिखता है?हां, बिल्कुल सामान्य डायोड की तरह और आप इसे केवल चिह्नों और सर्किट पदनाम से ही पहचान सकते हैं