ஷாட்கி டையோட்கள் - சாதனம், வகைகள், பண்புகள் மற்றும் பயன்பாடு

Schottky டையோட்கள், அல்லது இன்னும் துல்லியமாக Schottky தடை டையோட்கள், உலோக-குறைக்கடத்தி தொடர்பின் அடிப்படையில் செய்யப்பட்ட குறைக்கடத்தி சாதனங்கள் ஆகும், அதே சமயம் வழக்கமான டையோட்கள் குறைக்கடத்தி pn சந்திப்பைப் பயன்படுத்துகின்றன.

ஷாட்கி டையோடு அதன் பெயர் மற்றும் எலக்ட்ரானிக்ஸ் தோற்றத்திற்கு ஜேர்மன் இயற்பியலாளர் வால்டர் ஷாட்கிக்கு கடன்பட்டுள்ளது, அவர் 1938 இல் புதிதாகக் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட தடுப்பு விளைவைப் படித்து, முந்தைய கோட்பாட்டை உறுதிப்படுத்தினார், அதன்படி உலோகத்திலிருந்து எலக்ட்ரான்களின் உமிழ்வு கூட சாத்தியமான தடையால் தடுக்கப்பட்டது. , ஆனால் பயன்படுத்தப்படும் வெளிப்புற மின்சார புலத்துடன் இந்த தடை குறையும். வால்டர் ஷாட்கி இந்த விளைவைக் கண்டுபிடித்தார், இது விஞ்ஞானியின் நினைவாக ஷாட்கி விளைவு என்று அழைக்கப்பட்டது.

உடல் பக்கம்

உலோகத்திற்கும் குறைக்கடத்திக்கும் இடையேயான தொடர்பை ஆராய்ந்தால், குறைக்கடத்தியின் மேற்பரப்பிற்கு அருகில் பெரும்பாலான சார்ஜ் கேரியர்களில் ஒரு பகுதி குறைந்துவிட்டால், குறைக்கடத்தியின் பக்கத்திலுள்ள உலோகத்துடன் இந்த குறைக்கடத்தியின் தொடர்புப் பகுதியில் இருப்பதைக் காணலாம். , ஒரு விண்வெளி மண்டலம் அயனியாக்கம் ஏற்றுக்கொள்பவர்கள் மற்றும் நன்கொடையாளர்களிடமிருந்து கட்டணம் உருவாகிறது மற்றும் தடுக்கும் தொடர்பு ஏற்படுகிறது - ஷாட்கி தடையே ... எந்த சூழ்நிலையில் இந்த தடை ஏற்படுகிறது? ஒரு திடப்பொருளின் மேற்பரப்பில் இருந்து தெர்மோனிக் கதிர்வீச்சு மின்னோட்டம் ரிச்சர்ட்சன் சமன்பாட்டால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது:

ஒரு குறைக்கடத்தி, எடுத்துக்காட்டாக, n-வகை, ஒரு உலோகத்துடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது, ​​உலோகத்திலிருந்து எலக்ட்ரான்களின் வெப்ப இயக்கவியல் செயல்பாடு குறைக்கடத்தியில் இருந்து எலக்ட்ரான்களின் வெப்ப இயக்கவியல் செயல்பாட்டை விட அதிகமாக இருக்கும் நிலைமைகளை உருவாக்குவோம். இத்தகைய நிலைமைகளின் கீழ், ரிச்சர்ட்சனின் சமன்பாட்டின் படி, குறைக்கடத்தி மேற்பரப்பில் இருந்து தெர்மோனிக் கதிர்வீச்சு மின்னோட்டம் உலோக மேற்பரப்பில் இருந்து தெர்மோனிக் கதிர்வீச்சு மின்னோட்டத்தை விட அதிகமாக இருக்கும்:

ஆரம்ப தருணத்தில், இந்த பொருட்களின் தொடர்பின் போது, ​​குறைக்கடத்தியிலிருந்து உலோகத்திற்கான மின்னோட்டம் தலைகீழ் மின்னோட்டத்தை (உலோகத்திலிருந்து குறைக்கடத்தி வரை) மீறும், இதன் விளைவாக இரண்டு குறைக்கடத்திகளின் மேற்பரப்பு பகுதிகளிலும் மற்றும் உலோகம், விண்வெளிக் கட்டணங்கள் குவிக்கத் தொடங்கும் - குறைக்கடத்தியில் நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை - உலோகத்தில். தொடர்பு பகுதியில், இந்த கட்டணங்களால் உருவாக்கப்பட்ட ஒரு மின்சார புலம் எழும் மற்றும் ஆற்றல் பட்டைகளின் வளைவு நடைபெறும்.

புலத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ், குறைக்கடத்திக்கான தெர்மோடைனமிக் வேலை செயல்பாடு அதிகரிக்கும் மற்றும் வெப்ப இயக்கவியல் வேலை செயல்பாடுகள் மற்றும் மேற்பரப்பில் பயன்படுத்தப்படும் தொடர்புடைய தெர்மோனிக் கதிர்வீச்சு நீரோட்டங்கள் தொடர்பு பகுதியில் சமமாக மாறும் வரை அதிகரிப்பு தொடரும்.

p-வகை குறைக்கடத்தி மற்றும் உலோகத்திற்கான சாத்தியமான தடையை உருவாக்குவதன் மூலம் சமநிலை நிலைக்கு மாறுவதற்கான படம் n-வகை குறைக்கடத்தி மற்றும் உலோகத்துடன் கருதப்படும் உதாரணத்திற்கு ஒத்ததாகும். வெளிப்புற மின்னழுத்தத்தின் பங்கு, குறைக்கடத்தியின் ஸ்பேஸ் சார்ஜ் பகுதியில் சாத்தியமான தடையின் உயரத்தையும் மின்சார புலத்தின் வலிமையையும் கட்டுப்படுத்துவதாகும்.

மேலே உள்ள படம் ஷாட்கி தடுப்பு உருவாக்கத்தின் பல்வேறு நிலைகளின் பகுதி வரைபடங்களைக் காட்டுகிறது. தொடர்பு மண்டலத்தில் சமநிலை நிலைமைகளின் கீழ், வெப்ப உமிழ்வு நீரோட்டங்கள் சமமாகின்றன, புலத்தின் விளைவு காரணமாக, ஒரு சாத்தியமான தடை தோன்றுகிறது, இதன் உயரம் தெர்மோடைனமிக் வேலை செயல்பாடுகளுக்கு இடையிலான வேறுபாட்டிற்கு சமம்: φk = FMe - Фп / п.

வெளிப்படையாக, ஷாட்கி தடைக்கான தற்போதைய மின்னழுத்த பண்பு சமச்சீரற்றதாக மாறிவிடும். முன்னோக்கி திசையில், மின்னோட்டமானது பயன்படுத்தப்படும் மின்னழுத்தத்துடன் அதிவேகமாக அதிகரிக்கிறது. எதிர் திசையில், மின்னோட்டம் மின்னழுத்தத்தை சார்ந்து இருக்காது.இரண்டு நிலைகளிலும், மின்னோட்டமானது எலக்ட்ரான்களால் முக்கிய சார்ஜ் கேரியர்களாக இயக்கப்படுகிறது.

எனவே, ஷாட்கி டையோட்கள் அவற்றின் வேகத்தால் வேறுபடுகின்றன, ஏனெனில் அவை கூடுதல் நேரம் தேவைப்படும் பரவலான மற்றும் மறுசீரமைப்பு செயல்முறைகளை விலக்குகின்றன. மின்னழுத்தத்தின் மீதான மின்னோட்டத்தின் சார்பு, கேரியர்களின் எண்ணிக்கையில் ஏற்படும் மாற்றத்துடன் தொடர்புடையது, ஏனெனில் இந்த கேரியர்கள் கட்டண பரிமாற்ற செயல்பாட்டில் ஈடுபட்டுள்ளன. வெளிப்புற மின்னழுத்தம் ஷாட்கி தடையின் ஒரு பக்கத்திலிருந்து மறுபுறம் செல்லக்கூடிய எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையை மாற்றுகிறது.

உற்பத்தி தொழில்நுட்பம் மற்றும் விவரிக்கப்பட்ட செயல்பாட்டுக் கொள்கையின் அடிப்படையில், ஷாட்கி டையோட்கள் முன்னோக்கி திசையில் குறைந்த மின்னழுத்த வீழ்ச்சியைக் கொண்டுள்ளன, இது பாரம்பரிய p-n- டையோட்களை விட மிகச் சிறியது.

இங்கே, தொடர்பு பகுதி வழியாக ஒரு சிறிய ஆரம்ப மின்னோட்டம் கூட வெப்பத்தின் வெளியீட்டிற்கு வழிவகுக்கிறது, இது கூடுதல் தற்போதைய கேரியர்களின் தோற்றத்திற்கு பங்களிக்கிறது. இந்த வழக்கில், சிறுபான்மை கட்டண கேரியர்களுக்கு ஊசி இல்லை.

சிறுபான்மை கேரியர்கள் இல்லாததால் ஷாட்கி டையோட்களுக்கு பரவல் கொள்ளளவு இல்லை, இதன் விளைவாக குறைக்கடத்தி டையோட்களுடன் ஒப்பிடும்போது வேகம் மிகவும் அதிகமாக உள்ளது. இது ஒரு கூர்மையான சமச்சீரற்ற p-n சந்திப்பின் ஒற்றுமையாக மாறிவிடும்.

எனவே, முதலில், ஷாட்கி டையோட்கள் பல்வேறு நோக்கங்களுக்காக மைக்ரோவேவ் டையோட்கள்: கண்டறிதல், கலவை, பனிச்சரிவு போக்குவரத்து, அளவுரு, துடிப்பு, பெருக்கல். Schottky டையோட்கள் கதிர்வீச்சு கண்டுபிடிப்பான்கள், திரிபு அளவிகள், அணு கதிர்வீச்சு கண்டுபிடிப்பாளர்கள், ஒளி மாடுலேட்டர்கள் மற்றும் இறுதியாக உயர் அதிர்வெண் திருத்திகள் என பயன்படுத்தப்படலாம்.

வரைபடங்களில் ஷாட்கி டையோடு பதவி

இன்று டையோட் ஷாட்கி

இன்று, ஷாட்கி டையோட்கள் மின்னணு சாதனங்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. வரைபடங்களில், அவை வழக்கமான டையோட்களிலிருந்து வித்தியாசமாக சித்தரிக்கப்படுகின்றன. பவர் சுவிட்சுகளின் பொதுவான மூன்று முள் வீடுகளில் செய்யப்பட்ட இரட்டை ஷாட்கி ரெக்டிஃபையர்களை நீங்கள் அடிக்கடி காணலாம். இத்தகைய இரட்டை கட்டமைப்புகள் உள்ளே இரண்டு ஷாட்கி டையோட்களைக் கொண்டிருக்கின்றன, அவை கேத்தோட்கள் அல்லது அனோட்களால் இணைக்கப்படுகின்றன, பெரும்பாலும் கேத்தோட்களைக் காட்டிலும்.

சட்டசபையில் உள்ள டையோட்கள் மிகவும் ஒத்த அளவுருக்களைக் கொண்டுள்ளன, ஏனெனில் இதுபோன்ற ஒவ்வொரு முனையும் ஒரு தொழில்நுட்ப சுழற்சியில் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது, இதன் விளைவாக, அவற்றின் இயக்க வெப்பநிலை அதற்கேற்ப அதே மற்றும் நம்பகத்தன்மை அதிகமாக உள்ளது. 0.2-0.4 வோல்ட்களின் தொடர்ச்சியான மின்னழுத்த வீழ்ச்சி மற்றும் அதிவேகத்துடன் (நானோ விநாடிகளின் அலகுகள்) ஷாட்கி டையோட்களின் சந்தேகத்திற்கு இடமில்லாத நன்மைகள் அவற்றின் p-n சகாக்களை விட.

டையோட்களில் உள்ள ஷாட்கி தடையின் தனித்தன்மை, குறைந்த மின்னழுத்த வீழ்ச்சியுடன் தொடர்புடையது, 60 வோல்ட் வரை பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தங்களில் வெளிப்படுகிறது, இருப்பினும் வேகம் உறுதியாக உள்ளது. இன்று, 25CTQ045 வகையின் ஷாட்கி டையோட்கள் (45 வோல்ட் வரையிலான மின்னழுத்தங்களுக்கு, சட்டசபையில் உள்ள ஒவ்வொரு ஜோடி டையோட்களுக்கும் 30 ஆம்பியர் வரையிலான மின்னோட்டங்களுக்கு) பல மாறுதல் மின்வழங்கல்களில் காணப்படுகின்றன, அங்கு அவை பல மின்னோட்டங்களுக்கு ரெக்டிஃபையர்களாக செயல்படுகின்றன. நூறு கிலோஹெர்ட்ஸ்.

ஷாட்கி டையோட்களின் தீமைகள் என்ற தலைப்பைத் தொடாமல் இருப்பது சாத்தியமில்லை, நிச்சயமாக அவை உள்ளன, அவற்றில் இரண்டு உள்ளன. முதலாவதாக, முக்கியமான மின்னழுத்தத்தின் குறுகிய கால அதிகப்படியானது உடனடியாக டையோடு செயலிழக்கச் செய்யும். இரண்டாவதாக, வெப்பநிலை அதிகபட்ச தலைகீழ் மின்னோட்டத்தை வலுவாக பாதிக்கிறது. மிக அதிக சந்திப்பு வெப்பநிலையில், மதிப்பிடப்பட்ட மின்னழுத்தத்தில் செயல்படும் போது கூட டையோடு வெறுமனே உடைந்து விடும்.

ரேடியோ அமெச்சூர் தனது நடைமுறையில் ஷாட்கி டையோட்கள் இல்லாமல் செய்ய முடியாது. மிகவும் பிரபலமான டையோட்களை இங்கே குறிப்பிடலாம்: 1N5817, 1N5818, 1N5819, 1N5822, SK12, SK13, SK14. இந்த டையோட்கள் வெளியீடு மற்றும் SMD பதிப்புகள் இரண்டிலும் கிடைக்கின்றன. ரேடியோ அமெச்சூர்கள் அவர்களை மிகவும் பாராட்டுவது முக்கிய விஷயம், இந்த கூறுகளின் குறைந்த விலையில் - அதிகபட்சம் 0.55 வோல்ட் - அவர்களின் அதிக வேகம் மற்றும் குறைந்த சந்தி மின்னழுத்த வீழ்ச்சி.

ஒரு அரிய பிசிபி ஒரு நோக்கத்திற்காக அல்லது மற்றொரு நோக்கத்திற்காக ஷாட்கி டையோட்கள் இல்லாமல் செய்கிறது. எங்காவது ஷாட்கி டையோடு பின்னூட்ட சுற்றுக்கான குறைந்த சக்தி ரெக்டிஃபையராக செயல்படுகிறது, எங்காவது - 0.3 - 0.4 வோல்ட் அளவில் ஒரு மின்னழுத்த நிலைப்படுத்தி, எங்காவது அது ஒரு கண்டுபிடிப்பான்.

கீழே உள்ள அட்டவணையில் நீங்கள் இன்று மிகவும் பொதுவான குறைந்த சக்தி ஷாட்கி டையோட்களின் அளவுருக்களைக் காணலாம்.