در این مقاله از نمایندگی زیمنس قصد داریم، همه چیز را در رابطه با دیود شاتکی و کاربردهای آن بگوییم، بنابراین تا پایان مقاله با ما همراه باشید.
معمولاً در سیستم‌های سوئیچینگ، عمل سوئیچ در زمان بسیار کم و با سرعت بالایی اتفاق می‌افتد. این عمل با این سرعت به سادگی و تنها با کمک ترانزیستور یا قطعات معمولی به دست نمی‌آید.
در این مورد تنها می‌توان از دیود شاتکی استفاده کرد. حال باید ببینیم ساختار این دیود چگونه است و چطور به سوئیچ با سرعت بالا کمک می‌کند. در ادامه به بررسی این دیود پرداخته و با کاربرد و انواع آن آشنا می‌شویم.
معرفی دیود شاتکی
به نوعی از دیود که در پیوند آن از فلز و نیمه‌رسانا استفاده می‌شود، دیود شاتکی گفته می‌شود. علاوه بر شاتکی به آن دیود ولتاژ پایین و دیود حامل داغ نیز گفته می‌شود. این دیود سرعت سوئیچینگ بسیار بالایی ارائه داده و میزان افت ولتاژ پایینی دارد.
میزان افت ولتاژ در این دیود، 0.15 تا 0.4 است در صورتی که در دیودهای معمولی این افت ولتاژ به اندازه 0.6 تا 1.7 است. دلیل سوئیچینگ بالاتر همین افت ولتاژ پایین است که بازده بهتر دیود را نیز به همراه دارد.
تفاوت این دیود با دیودهای معمولی این است که در مدل معمولی از اتصال دو پیوند نیمه هادی استفاده می‌شود، اما در دیود شاتکی از فلز‌هایی مانند آلومینیوم یا پلاتین استفاده می‌شود.
به این صورت دیود معمولی دارای اتصال نیمه هادی نوع N و P است، اما شاتکی به صورت اتصال نیمه هادی N و فلز است.
ساختار دیود شاتکی چگونه است؟
معمولاً برای ساخت این نوع دیود از فلز‌هایی مانند طلا، نقره، تنگستن، پلاتین، آلومینیوم و مولیبدن استفاده می‌شود. این فلز‌ها در کنار نیمه هادی نوع N به کار برده می‌شود. معمولاً نیمه هادی این نوع دیود از گالیوم ساخته می‌شود. گاهی اوقات نیز از سیلیکون برای فرکانس پایین استفاده می‌شود.
این نوع دیود به افت دما وابسته است. با تغییر میزان دما غلظت ناخالصی در نیمه هادی نوع N تشکیل می‌شود. به همین دلیل یک ناحیه تهی در این دیود تشکیل شده که سد شاتکی نامیده می‌شود. این لایه را در تصویر زیر مشاهده می‌کنید.
از این سد به عنوان سد انرژی پتانسیل نیز یاد می‌شود. سد شاتکی در دو نوع یکسوکننده و غیر یکسوکننده وجود دارد.
تست دیود شاتکی
به منظور تست این نوع دیود می‌توانید از روش زیر استفاده کنید:
برای بررسی و تست دیود در مدار با تست برق، باید پراب‌های مولتی متر را به ترتیب به پایه‌های دیود وصل کنید. اگر دستگاه بوق بزند نشان دهنده خرابی دیود است.
کاربرد دیود شاتکی چیست؟
این نوع دیود برای ولتاژهای کم استفاده می‌شود و زمان بازیابی بسیار سریعی دارد. همچنین به دلیل کاهش مصرف انرژی در فرکانس‌های بالا نیز قابل استفاده است.
با توجه به ویژگی‌های داخلی و ساختار آن بهترین گزینه مخصوصا برای دستگاه‌های نیمه هادی است. مهم‌ترین کاربردهای این دیود در ادامه ذکر شده‌اند.
- برق یا مدار
اگر در مدار جریان توسط دو منبع تغذیه موازی تولید شود، از این دیود می‌توانید استفاده کنید. ویژگی مهم این دیود افت ولتاژ پایین است و همین ویژگی باعث می‌شود تا دیودی سازگار برای استفاده در مدار یا کاربردهای برق باشد.
با استفاده از این دیود می‌توانید از جریان مخالف جریان ورودی از منبعی به منبع دیگر جلوگیری کنید.
- دیود مهارکننده
دیود شاتکی می‌تواند کلید اصلی در دیودهای مهارکننده باشد. نوع اتصال پایه این دیود به سمت جلو است و زمان خاموش شدن آنها بسیار کم است. از آنجایی که این دیود بیشترین میزان جریان را از خود عبور می‌دهد، باعث افزایش سرعت مدار می‌شود.
- سلول خورشیدی
از آنجایی که خورشید به صورت 24 ساعته در دسترس نیست، معمولاً از باتری‌های قابل شارژ در سلول‌های خورشیدی استفاده می‌شود. یکی از کاربردهای بسیار مهم دیود شاتکی این است که از تخلیه شدن باتری‌ها در شب جلوگیری می‌کند.
این تخلیه توسط سلول‌های خورشیدی انجام می‌شود. این دیود به صورت سری با سلول خورشیدی استفاده می‌شود.
- یکسو ساز قدرت
از بهترین و کاربردی‌ترین دستگاه‌های نیمه هادی که برای یکسوسازی قدرت مورد استفاده قرار می‌گیرد، دیود شاتکی است. این نوع دیود در مقایسه با دیودهای معمولی دارای چگالی جریان بالاتر و افت ولتاژ بسیار پایین‌تری است. همین ویژگی‌ها به کاهش سطح حرارت و افزایش کارایی سیستم کمک بسیار زیادی می‌کنند.
جهت اطلاع از قیمت کلید هوایی زیمنس در انواع مختلف، کلیک کنید.
انواع دیود شاتکی
دیودهای شاتکی در ولتاژهای مختلفی در دسترس هستند.
- 40 ولت
- 45 ولت
- 100 ولت
- 200 ولت
- و …
تفاوت دیود شاتکی و معمولی
تفاوت اساسی که دیودشاتکی و معمولی دارد این که سرعت سوئیچینگ در دیودهای شاتکی بسیار بالاتر می‌باشد.
کد دیود شاتکی
دیود‌ها معمولاً با کد‌های مختلفی نامگذاری می‌شوند که این کد نشان‌دهنده نوع و ویژگی‌های دیود است. برخی از کد‌های دیود شاتکی شامل HER30X و MR85X و 1N58XX هستند.
در ادامه برای خرید plc زیمنس از شرکت تکنو کلید می‌توانید با کارشناسان ما تماس گرفته و اطلاعات جامعی درباره این محصول کسب کنید.
سخن آخر
دیود‌ها از المان‌های بسیار کاربردی و پر استفاده در مدار‌های مختلف هستند. دیود‌ها انواع مختلفی دارند که یکی از نمونه‌های رایج آنها دیود شاتکی است.
این دیود به دلیل ساختار خاص خود برای سوئیچینگ استفاده می‌شود، زیرا سرعت بالایی در سوئیچینگ ارائه می‌دهد. افت ولتاژ این دیود نیز بسیار پایین است و در تنوع بالایی از ولتاژهای مختلف در دسترس شما قرار دارد.