ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.03.2024
Просмотров: 14
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Кроме того, необходимо осознавать, что в блоках питания с плохой и непродуманной схемотехникой, утечки выпрямительных диодов приводят к перегрузкам первичной цепи и к всплескам тока через силовые транзисторы, что может стать причиной их отказа. Таким образом, профессиональный подход к ремонту блоков питания, диктует обязательную проверку вторичных выпрямительных диодов при каждой замене силовых транзисторов-ключей первичной части блока питания.
Диагностика диодов Шоттки
Проверка и точная диагностика диодов Шоттки, на практике, является достаточно непростым делом, т.к. многое здесь определяется типом используемого измерительного прибора и опытом подобных измерений, хотя определить обычный пробой одного или двух диодов диодной сборки Шоттки не составляет особого труда. Для этого необходимо выпаять диодную сборку и проверить тестером так, как это делается для обычных диодов. При подобной диагностике тестер необходимо установить в режим проверки диодов. Неисправный диод в обоих направлениях покажет одинаковое сопротивление (как правило, очень малое, т.е. покажет короткое замыкание), что и указывает на его непригодность для дальнейшего использования. Однако явные пробои диодных сборок в практике встречаются очень и очень редко.
В основном же, приходится иметь дело с утечками (причем зачастую с тепловыми утечками) диодов Шоттки. А вот утечки, выявить таким способом невозможно. «Утекающий» диод при проверках тестером в режиме «диод» является в подавляющем большинстве случаев полностью исправным. Гарантированную точность диагностики, на наш взгляд, позволяет дать только такой метод, как замена диода на заведомо исправный аналогичный прибор.
Но все-таки, выявить «подозрительный» диод можно попытаться с помощью методики, заключающейся в измерении сопротивления его обратного перехода. Для этого будем пользоваться не режимом проверки диодов, а обычным омметром. Внимание! При использовании этой методики следует помнить, что разные тестеры могут давать отличающиеся показания, что объясняется различием самих тестеров.
Итак, устанавливаем предел измерений на значение (20К) и измеряем обратное сопротивление диода. Как показывает практика, исправные диоды на этом пределе измерений должны показывать бесконечно большое сопротивление. Если же при измерении выявляется некоторое
, как правило, небольшое сопротивление (2-10 КОм), то такой диод можно считать «очень подозрительным» и его лучше заменить, или хотя бы проверить методом замены. Если же проводить проверку на пределе измерений (200К), то даже исправные диоды могут показывать в обратном направлении очень небольшое сопротивление (единицы и десятки кОм), поэтому и рекомендуется использовать предел (20К). Естественно, что на больших пределах измерений (2 Мом, 20 Мом и т.д.) даже абсолютно исправный диод оказывается полностью открытым, т.к. его p-n переходу прикладывается слишком высокое (для диодов Шоттки) обратное напряжение. На пределе (200К) можно проводить проверку сравнительным методом, т.е. брать гарантированно-исправный диод, измерять его обратное сопротивление и сравнивать с сопротивлением проверяемого диода. Значительные отличия в этих измерениях будут указывать на необходимость замены диодной сборки.
Иногда встречаются ситуации, когда выходит из строя только один из диодов сборки. В этом случае неисправность также легко выявляется методом сравнения обратного сопротивления двух диодов одной сборки. Диоды одной сборки должны иметь одинаковое сопротивление.
Предложенную методику можно дополнить еще и проверкой на термическую устойчивость. Суть этой проверки заключается в следующем. В тот момент времени, когда проверяется сопротивление обратного перехода на пределе измерений (20K), необходимо коснуться разогретым паяльником контактов диодной сборки, обеспечивая тем самым прогрев ее кристалла. Неисправная диодная сборка практически мгновенно начинает «плыть», то есть ее обратное сопротивление начинает очень быстро уменьшаться, в то время как исправная диодная сборка достаточно долго удерживает обратное сопротивление на бесконечно большом значении. Эта проверка очень важна, т.к. при работе диодная сборка сильно нагревается (не зря же ее размещают на радиаторе) и вследствие нагрева изменяет свои характеристики. Рассмотренная методика обеспечивает проверку устойчивости характеристик диодов Шоттки к температурным колебаниям, ведь увеличение температуры корпуса до 100 или 125 °C увеличивает значение обратного тока утечки в сто раз.
Вот так можно попытаться проверить диод Шоттки, однако предложенными методиками не стоит злоупотреблять, т.е. не следует проводить проверки на слишком большом пределе измерений сопротивления и слишком сильно разогревать диод, т.к. теоретически, все это может привести к повреждению диода.
Кроме того, из-за возможности отказа диодов Шоттки под действием температуры, необходимо строго соблюдать все рекомендуемые условия пайки (температурный режим и время пайки). Хотя надо отдать должное производителям диодов, так как многие из них добились того, что монтаж сборок можно в течение 10 секунд осуществлять при высокой температуре.
Таблица 2 Марки Диодов
| Тип диодной сборки | Характеристики диодных сборок | |||||||||
| | VRRM V | VRMS V | VR V | IO, A | IFSM A | VFM V | IRM mA | dV/dt V/мкc | CJ pF | TJmax °C |
| MBR2530CT | 30,0 | 21,00 | 30,0 | 30,0 | 150,0 | 0.82/0.73 | 0.2/40 | 10000,0 | 450,0 | 150,0 |
| MBR2535CT | 35,0 | 40687,0 | 3,00 | 30,0 | 150,0 | 0.82/0.73 | 0.2/40 | 10000,0 | 450,0 | 150,0 |
| MBR2540CT | 40,00 | 28,00 | 40,0 | 30,0 | 150,0 | 0.82/0.73 | 0.2/40 | 10000,0 | 450,0 | 150,0 |
| MBR2545CT | 45,00 | 40694,0 | 45,0 | 30,0 | 150,0 | 0.65/0.75 | 18264,0 | 10000,0 | 450,0 | 150,0 |
| MBR2550CT | 50,00 | 35,00 | 50,0 | 30,0 | 150,0 | 0.65/0.75 | 18264,0 | 10000,0 | 450,0 | 150,0 |
| MBR2560CT | 60,0 | 42,00 | 60,0 | 30,0 | 150,0 | 0.65/0.75 | 18264,0 | 10000,0 | 450,0 | 150,0 |
| MBR3030PT | 30,0 | 21,00 | 30,0 | 30,0 | 200,0 | 0.65/0.6 | 21916,0 | 10000,0 | 700,0 | 150,0 |
| MBR3035PT | 35,0 | 40687,0 | 35,0 | 30,0 | 200,0 | 0.65/0.6 | 21916,0 | 10000,0 | 700,0 | 150,0 |
| MBR3040PT | 40,0 | 28,00 | 40,0 | 30,0 | 200,0 | 0.65/0.6 | 21916,0 | 10000,0 | 700,0 | 150,0 |
| MBR3045PT | 45,0 | 40694,0 | 45,0 | 30,0 | 200 | 0.65/0.6 | 21916,0 | 10000,0 | 700,0 | 150,0 |
| MBR3050PT | 50,0 | 35,00 | 50,0 | 30,0 | 200,0 | 0.75/ 0.65 | 5/100 | 10000,0 | 700,0 | 150 |
| MBR3060PT | 60,0 | 42,00 | 60,0 | 30,0 | 200,0 | 0.75/0.6 | 5/100 | 10000,0 | 700,0 | 150,0 |
| MBR4030PT | 30,0 | 21,00 | 30,0 | 40,0 | 400,0 | 0.6/0.7 | 1/100 | 10000,0 | 1100 | 150,0 |
| MBR4035PT | 35,0 | 40687,0 | 35,0 | 40,0 | 400,0 | 0.6/0.7 | 1/100 | 10000,0 | 1100,0 | 150,0 |
| MBR4040PT | 40,0 | 28,00 | 40,0 | 40,0 | 400,0 | 0.6/0.7 | 1/100 | 10000,0 | 1100,0 | 150,0 |
| MBR4045PT | 45,0 | 40694,0 | 45,0 | 40,0 | 400,0 | 0.6/0.7 | 1/100 | 10000,0 | 1100,0 | 150,0 |
| MBR4050PT | 50,0 | 35,00 | 50,0 | 40,0 | 400,0 | 0.7/0.8 | 1/100 | 10000,0 | 1100,0 | 150,0 |
| MBR4060PT | 60,0 | 42,00 | 60,0 | 40,0 | 400,0 | 0.7/0.8 | 1/100 | 10000,0 | 1100,0 | 150,0 |
| SB2030PT | 30,0 | 21,00 | 30,0 | 20,0 | 250,0 | 0.55 | 18264,0 | --- | 1100,0 | 150,0 |
| SB2035PT | 35,0 | 40687,0 | 3,00 | 20,0 | 250,0 | 0.55 | 18264,0 | --- | 1100,0 | 150,0 |
| SB2040PT | 40,0 | 28,00 | 40,0 | 20,0 | 250,0 | 0.55 | 18264,0 | --- | 1100,0 | 150,0 |
| SB2045PT | 45,0 | 40694,0 | 45,0 | 20,0 | 250,0 | 0.55 | 18264,0 | --- | 1100,0 | 150,0 |
| SB2050PT | 50,0 | 35,00 | 50,0 | 20,0 | 250,0 | 0.75 | 18264,0 | --- | 1100,0 | 150,0 |
| SB2060PT | 60,0 | 42,00 | 60,0 | 20,0 | 250,0 | 0.75 | 18264,0 | --- | 1100,0 | 150,0 |
| SB2020CT | 20,0 | 14,00 | 20,0 | 20,0 | 150,0 | 0.55 | 0.5/50 | --- | --- | 150,0 |
| SB2030CT | 3,00 | 21,00 | 30,0 | 20,0 | 150,0 | 0.55 | 0.5/50 | --- | --- | 150,0 |
| SB2040CT | 40,0 | 28,00 | 40,0 | 20,0 | 150,0 | 0.55 | 0.5/50 | --- | --- | 150,0 |
| SB2050CT | 50,0 | 35,00 | 50,0 | 20,0 | 150,0 | 0.75 | 0.5/50 | --- | --- | 150,0 |
| SB2060CT | 60,0 | 42,00 | 60,0 | 20,0 | 150,0 | 0.75 | 0.5/50 | --- | --- | 150,0 |
| SB2080CT | 80,0 | 56,00 | 80,0 | 20,0 | 150,0 | 0.85 | 0.5/50 | --- | --- | 150,0 |
| SB20100CT | 100 | 70,00 | 100 | 20,0 | 150,0 | 0.85 | 0.5/50 | --- | --- | 150,0 |
| SB2020FCT | 20,0 | 14,00 | 20,0 | 20,0 | 150,0 | 0.55 | 0.5/100 | --- | --- | 125,0 |
| SB2030FCT | 30,0 | 21,00 | 30,0 | 20,0 | 150,0 | 0.55 | 0.5/100 | --- | --- | 125,0 |
| SB2040FCT | 40,0 | 28,00 | 40,0 | 20,0 | 150,0 | 0.75 | 0.5/100 | --- | --- | 125,0 |
| SB2050FCT | 50,0 | 35,00 | 50,0 | 20,0 | 150,0 | 0.75 | 0.5/100 | --- | --- | 125,0 |
| SB2060FCT | 60,0 | 42,00 | 60,0 | 20,0 | 150,0 | 0.75 | 0.5/100 | --- | --- | 125,0 |
| SB2080FCT | 80,0 | 56,00 | 80 | 20,0 | 150,0 | 0.85 | 0.5/100 | --- | --- | 125 |
| SB20100FCT | 100 | 70,00 | 100, | 20,0 | 150,0 | 0.85 | 0.5/100 | --- | --- | 125,0 |
| SB3020CT | 20,0 | 14,00 | 20,0 | 30,0 | 275,0 | 0.55 | 0.5/75 | --- | --- | 125,0 |
| SB3030CT | 30,0 | 21,00 | 30,0 | 30,0 | 275,0 | 0.55 | 0.5/75 | --- | --- | 125,0 |
| SB3040CT | 40,0 | 28,00 | 40,0 | 30,0 | 275,0 | 0.55 | 0.5/75 | --- | --- | 125,0 |
| SB3050CT | 50,0 | 35,00 | 50,0 | 30,0 | 275,0 | 0.75 | 0.5/75 | --- | --- | 125,0 |
| SB3060CT | 60,0 | 42,00 | 60,0 | 30,0 | 275,0 | 0.75 | 0.5/75 | --- | --- | 125,0 |
| SBL3030PT | 30,0 | 21,00 | 30,0 | 30,0 | 275,0 | 0.55 | 27395 | --- | 1100,0 | 150,0 |
| SBL3035PT | 35,0 | 40687 | 35,0 | 30,0 | 275,0 | 0.55 | 27395 | --- | 1100,0 | 150,0 |
| SBL3040PT | 40,0 | 28,00 | 40,0 | 30,0 | 275,0 | 0.55 | 27395 | --- | 1100,0 | 150,0 |
| SBL3045PT | 45,0 | 40694 | 45,0 | 30,0 | 275,0 | 0.55 | 27395 | --- | 1100,0 | 150,0 |
| SBL3050PT | 50,0 | 35,00 | 50,0 | 30,0 | 275,0 | 0.70 | 27395 | --- | 1100,0 | 150,0 |
| SBL3060PT | 60,0 | 42,00 | 60,0 | 30,0 | 275,0 | 0.70 | 27395 | --- | 1100,0 | 150,0 |
| Примечание: VRRM - максимальное импульсное обратное напряжение VRMS - действующее значение обратного напряжения VR - максимальное обратное напряжение постоянного тока IO - среднее значение выходного выпрямленного тока (измеряется обычно при 90°C или 100°C) IFSM - пиковое значение неповторяющегося импульса прямого тока, действующего в течение 8.3 мс VFM - падение напряжения в прямом направлении (через "/" указываются два значения - при температуре 25°C и при температуре 100 или 125°C) IRM - максимальное значение обратного тока при допустимой величине VR (через "/" указываются два значения - при температуре 25°C и при температуре 100 или 125°C) TJmax - максимальный верхний предел рабочей температуры dV/dt - скорость изменения напряжения СJ - емкость перехода | ||||||||||
. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ
Задача
Известно, что при Т=300 К кремниевый диод pn+-типа, то есть с повышенным уровнем легирования n-области, имеет следующие параметры: Wp=11 мкм; Dn=20 см2с-1; tn=0,2 мкс; А=10-3 см2. Вычислите:
а) избыточную концентрацию электронов в p-области как функцию расстояния от плоскости перехода, считая, что ток I=1,2 мА;
б) электрический заряд, накопленный в нейтральной p-области;
в) номиналы основных элементов эквивалентной схемы диода для малого сигнала при заданном токе I, то есть дифференциального (динамического) сопротивления и диффузной ёмкости.
Решение
а) Диффузионная длина электронов Ln=(Dntn)1/2=(20*2*10-7)1/2=2*10-3 см. Так как Wp=100 мкм, то Wp>Ln; имеем диод с толстой базой. Используя формулы
I=In(xn)+Ip(xn) и Iнас=qni2A(Dn/(NaLn)+Dp/(NdLp)), получаем:
I=In(0)=qADnn’pO(0)/Ln ,
Откуда избыточная концентрация носителя при х=0
n’pO(0)=ILn/(qADn)=1.2*10-3*2*10-3/(1.6*10-19*10-3*20)=7.5*10-14 см-3.
Находим распределение избыточных электронов в нейтральной n-области, по формуле:
n’p(x)=n’pO*e-x/Ln=7.5*10-14e-x/(2*10^-13) см -3 .
б) Определим электрический заряд, накопленный в нейтральной p области по формуле:
Qn=qALnn’pO(0)=1.6*10-19*10-3*2*10-3*7.5*1014=2.4*10-10 Кл.
в) Дифференциальная проводимость определяется как крутизна (пропорциональная тангенсу угла наклона) вольтамперной характеристики диода
tg a=1/r=dI/dU=(Iнасexp(U/UT))/UT=I/UT
откуда находим дифференциальное сопротивление
r=UT/I=21.7 Ом
и в соответствии с уравнением: Сдиф=(Iнасexp(U/UT))/UT=dIu/dU находим диффузную ёмкость:
Сдиф=tpI/UT=8.8 нФ
Ответ
Избыточная концентрация электронов в нейтральной р-области: n’pO(0)= 7.5*10-14 см-3; электрический заряд, накопленный в нейтральной p области: Qn=2.4*10-10 Кл; дифференциальное сопротивление: r=21.7 Ом и диффузная ёмкость: Сдиф=8.8 нФ.
диод шоттки блок питание
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Область применения диодов Шоттки определяется их основными характеристиками:
1) низкое прямое падение напряжение;
2) высокое быстродействие;
) фактическое отсутствие заряда обратного восстановления.
Предпочтительным является применение диодов Шоттки в низковольтных мощных выпрямителях с выходным напряжением в несколько десятков вольт, на высоких частотах переключения.
Диоды могут успешно применяться в импульсных источниках питания, конверторах, устройства заряда батарей и так далее.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Росадо Л., Физическая электроника и микроэлектроника, М. - 1991;
. «Идеальные диоды» от компании STMicroelectronics - Джафер Меджахед, Дмитрий Цветков/Новости электроники, 2009, №14;
3. Энциклопедический словарь, М. - 2009.