Диоды Шоттки, быстрые и импульсные диоды

Диоды отличаются не только прямым падением и допустимым током. В импульсных и высокочастотных схемах критична скорость переключения и накопленный заряд. Обычный силовой p-n-диод после переключения из прямого в обратное направление некоторое время удаляет накопленные носители — возникает обратный восстановительный ток.

Диод Шоттки использует переход металл–полупроводник, обычно имеет меньшее прямое падение и практически отсутствующее восстановление накопленного заряда p-n-перехода, но часто обладает большей обратной утечкой и меньшим допустимым обратным напряжением.

• Forward voltage Vf зависит от тока и температуры и влияет на проводимые потери.
• Reverse recovery trr/Qrr особенно важны в быстрых силовых переключателях.
• Шоттки обычно дают низкое Vf и быстрый переход, но повышенную обратную утечку.
• Fast/ultrafast p-n-диоды оптимизированы по восстановлению и могут работать на более высоких обратных напряжениях.
• Паразитная ёмкость перехода важна в высокочастотных сигнальных схемах.

При выключении обычного p-n-диода ток может кратковременно течь в обратном направлении из-за накопленного заряда. В импульсном преобразователе этот ток увеличивает потери и нагрузку на ключ. Параметры trr и Qrr позволяют сравнивать приборы, но реальные условия тока, di/dt и температуры тоже важны.

Шоттки не является «лучшим диодом всегда». При высокой температуре его утечка может заметно вырасти, а обратный рейтинг может быть недостаточным. Замена должна учитывать весь режим.

Сравните техническое описание трёх диодов с похожим током, но разным назначением.

1. Выпишите Vf при близком токе и температуре.
2. Сравните допустимое обратное напряжение и утечку.
3. Для p-n типов найдите trr или Qrr, если параметр нормируется.
4. Найдите ёмкость перехода для сигнального применения.
5. Сформулируйте, какой диод выбрали бы для низковольтного преобразователя и какой — для высоковольтного быстрого выпрямления.

• Считать все Schottky высоковольтными и одинаково стойкими к температуре.
• Игнорировать reverse recovery в быстром силовом преобразователе.
• Сравнивать Vf из техническое описание при разных токах.
• Забывать про ёмкость перехода в высокочастотной сигнальной цепи.

Перегрев диода в импульсном БП может возникать не только от большого среднего тока, но и от переключательных потерь, утечки и неправильного типа прибора. Осциллограмма тока/напряжения ключа помогает увидеть последствия восстановления.

Выбор быстрого диода — компромисс между проводимыми потерями, обратным напряжением, утечкой, ёмкостью и восстановлением. Название технологии не заменяет анализ режима.