Schottky डायोड - विशेषताओं, मापदंडों और अनुप्रयोगों

डायोड उन बुनियादी घटकों में से एक है जो आमतौर पर इलेक्ट्रॉनिक सर्किट डिजाइनों में उपयोग किए जाते हैं, यह आमतौर पर रेक्टिफायर, क्लिपर्स, क्लैम्पर्स और कई अन्य आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले सर्किटों में पाया जा सकता है। यह एक दो-टर्मिनल सेमीकंडक्टर डिवाइस है जो केवल एक दिशा में प्रवाह को अनुमति देता है जो कैथोड (+ से -) के लिए एनोड है और वर्तमान प्रवाह को रिवर्स दिशा में यानी कैथोड से एनोड तक प्रवाह को अवरुद्ध करता है। इसके पीछे कारण यह है कि यह लगभग है। आगे की दिशा में शून्य प्रतिरोध जबकि रिवर्स दिशा में अनंत प्रतिरोध। अपनी अनूठी संपत्ति और अनुप्रयोगों के साथ प्रत्येक प्रकार के कई डायोड हैं। हमने पहले ही जेनर डायोड और इसके काम करने के बारे में जान लिया है, इस लेख में हम एक और दिलचस्प प्रकार के डायोड के बारे में जानेंगे जिसे Schottky Diode कहा जाता है और इसका उपयोग हमारे सर्किट डिजाइनों में कैसे किया जा सकता है।

Schottky डायोड (जर्मन भौतिक विज्ञानी वाल्टर एच। Schottky के नाम पर) एक और प्रकार का अर्धचालक डायोड है, लेकिन एक PN जंक्शन होने के बजाय, Schottky डायोड में एक धातु-सेमीकंडक्टर जंक्शन है और जो प्रतिरोध प्रतिरोधकता और Schottky डायोड की स्विचिंग गति को बढ़ाता है, और यह इसे अन्य डायोड से अलग बनाता है। Schottky डायोड में सतह बाधा डायोड, Schottky बाधा डायोड, गर्म वाहक या गर्म-इलेक्ट्रॉन डायोड जैसे अन्य नाम भी हैं ।

Schottky डायोड प्रतीक

शोट्की डायोड का प्रतीक जेनेरिक डायोड प्रतीक पर आधारित है, लेकिन एक सीधी रेखा के बजाय डायोड के नकारात्मक छोर पर एक एस जैसी संरचना है जैसा कि नीचे दिखाया गया है। इस योजनाबद्ध प्रतीक को आसानी से एक सर्किट आरेख को पढ़ते समय Schottky डायोड को अन्य डायोड से अलग करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। लेख के दौरान हम बेहतर समझ के लिए नियमित डायोड के साथ स्कोटी डायोड की तुलना करेंगे।

घटक की भौतिक उपस्थिति से भी, एक Schottky डायोड जेनेरिक डायोड के समान दिखता है और कई बार इस पर भाग संख्या को पढ़े बिना अंतर बताना मुश्किल होता है। लेकिन ज्यादातर बार एक Schottky डायोड नियमित डायोड की तुलना में थोड़ा भारी दिखाई देगा, लेकिन हमेशा ऐसा नहीं होता है। एक Schottky डायोड पिन-आउट छवि नीचे दिखाई गई है।

क्या Schottky डायोड विशेष बनाता है?

जैसा कि पहले चर्चा की गई थी कि एक स्कोटी डायोड दिखता है और जेनेरिक डायोड के समान होता है, लेकिन शोट्स्की डायोड की एक विशिष्ट विशेषता इसकी बहुत कम वोल्टेज ड्रॉप और उच्च स्विचिंग गति है । इसे बेहतर ढंग से समझने के लिए, एक Schottky डायोड और एक जेनेरिक डायोड को एक समान और सर्किट से कनेक्ट करें और जांचें कि यह कैसे कार्य करता है।

उपरोक्त छवियों में, हमारे पास दो सर्किट हैं एक Schottky डायोड और अन्य विशिष्ट पीएन-जंक्शन डायोड के लिए। इन सर्किट का उपयोग दोनों डायोड में वोल्टेज की बूंदों को अलग करने के लिए किया जाएगा। तो बाएं सर्किट Schottky डायोड के लिए है, और दायां एक विशिष्ट पीएन-जंक्शन डायोड के लिए है। दोनों डायोड 5 वी के साथ संचालित होते हैं। जब दोनों डायोड से करंट पास किया जाता है, तो Schottky डायोड में केवल 0.3 वोल्ट का वोल्टेज ड्रॉप होता है और लोड के लिए 4.7 वोल्ट छोड़ता है, दूसरी ओर, ठेठ PN-जंक्शन डायोड में 0.7 वोल्ट का वोल्टेज ड्रॉप होता है और लोड के लिए 4.3 वोल्ट होता है। तो Schottky डायोड में पारंपरिक पीएन-जंक्शन डायोड की तुलना में कम वोल्टेज की गिरावट होती है । वोल्टेज ड्रॉप को छोड़कर Schottky diode के पास विशिष्ट PN- जंक्शन डायोड पर कुछ अन्य फायदे भी हैं जैसे Schottky diodeतेजी से स्विचिंग दर, कम शोर और एक विशिष्ट पीएन-जंक्शन डायोड की तुलना में बेहतर प्रदर्शन ।

Schottky डायोड के नुकसान

यदि Schottky डायोड में बहुत कम वोल्टेज ड्रॉप और उच्च स्विचिंग गति बेहतर प्रदर्शन की पेशकश है, तो हमें जेनेरिक पीएन जंक्शन डायोड की भी आवश्यकता क्यों है? हम सभी सर्किट डिजाइन के लिए बस Schottky डायोड का उपयोग क्यों नहीं करते हैं?

हालांकि यह सच है कि, Schottky डायोड PN जंक्शन डायोड से बेहतर है और यह धीरे-धीरे PN जंक्शन डायोड पर अधिक पसंद किया जा रहा है। Schottky डायोड के लिए दो बड़े झटके इसके कम रिवर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज और जेनेरिक डायोड के साथ उच्च रिवर्स लीकेज करंट है । यह उच्च वोल्टेज स्विचिंग अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं है। इसके अलावा Schottky डायोड नियमित आयताकार डायोड की तुलना में अपेक्षाकृत अधिक महंगे हैं ।

स्कूटी डायोड बनाम रेक्टिफायर डायोड

PN- डायोड और Schottky डायोड के बीच एक संक्षिप्त तुलना नीचे दी गई तालिका में दी गई है:

PN- जंक्शन डायोड	Schottky डायोड
पीएन-जंक्शन डायोड एक द्विध्रुवीय उपकरण है जिसका अर्थ है कि वर्तमान चालकता अल्पसंख्यक और बहुसंख्यक चार्ज वाहक दोनों के कारण होती है।	PN- जंक्शन डायोड के विपरीत, Schottky डायोड एक एकध्रुवीय उपकरण है जिसका अर्थ है कि वर्तमान चालन केवल बहुसंख्यक वाहक के कारण होता है।
PN- जंक्शन डायोड में सेमीकंडक्टर- सेमीकंडक्टर जंक्शन होता है।	जबकि शोट्की डायोड में धातु- अर्धचालक जंक्शन है।
PN- जंक्शन डायोड में बड़ी वोल्टेज ड्रॉप होती है ।	Schottky डायोड में एक छोटा वोल्टेज ड्रॉप होता है।
राज्य घाटे में उच्च।	राज्य घाटे में कम।
धीमी गति स्विचिंग।	तेजी से स्विचन की गति।
वोल्टेज चालू करें (0.7 वोल्ट)	वोल्टेज चालू करें (0.2 वोल्ट)
उच्च रिवर्स ब्लॉकिंग वोल्टेज	कम रिवर्स ब्लॉकिंग वोल्टेज
कम उल्टा करंट	हाई रिवर्स करंट

Schottky डायोड की संरचना

Schottky डायोड एक धातु-अर्धचालक जंक्शन का उपयोग करके बनाया गया है जैसा कि नीचे की छवि में दिखाया गया है। Schottky डायोड में जंक्शन के एक तरफ मेटल कंपाउंड होता है और दूसरी तरफ डोप्ड सिलिकॉन होता है, इसलिए, Schottky डायोड में कमी नहीं होती है । इस संपत्ति के कारण, Schottky डायोड को एकध्रुवीय उपकरण के रूप में जाना जाता है, जो विशिष्ट PN-जंक्शन डायोड के विपरीत है जो द्विध्रुवी उपकरण हैं।

उपरोक्त छवि में एक Schottky डायोड की मूल संरचना को दिखाया गया है। जैसा कि आप छवि में देख सकते हैं Schottky डायोड में एक तरफ एक धातु का यौगिक है जो प्लैटिनम से लेकर टंगस्टन, मोलिब्डेनम, सोना, आदि तक हो सकता है और दूसरी तरफ एक एन-प्रकार अर्धचालक है। जब धातु यौगिक और एन-प्रकार अर्धचालक संयुक्त होते हैं, तो वे एक धातु-अर्धचालक जंक्शन बनाते हैं। इस जंक्शन को शोट्की बैरियर के नाम से जाना जाता है । Schottky बाधा की चौड़ाई धातु और अर्धचालक सामग्री के प्रकार पर निर्भर करती है जो जंक्शन गठन में उपयोग की जाती है।

Schottky बैरियर निष्पक्ष, फॉरवर्ड-बायस्ड या रिवर्स-बायस्ड अवस्था में अलग-अलग काम करता है। में आगे पूर्वाग्रह राज्य जब बैटरी के धनात्मक टर्मिनल धातु से जुड़ा है और नकारात्मक टर्मिनल के लिए n- प्रकार अर्धचालक जुड़ा हुआ है, Schottky डायोड वर्तमान प्रवाह की अनुमति देता है। लेकिन रिवर्स पूर्वाग्रह स्थिति में जब बैटरी का सकारात्मक टर्मिनल एन-टाइप सेमीकंडक्टर से जुड़ा होता है और नकारात्मक टर्मिनल धातु से जुड़ा होता है, तो स्कूटी डायोड वर्तमान प्रवाह को अवरुद्ध कर देगा। हालांकि, अगर रिवर्स-बायज्ड वोल्टेज एक विशेष स्तर से ऊपर बढ़ गया, तो यह बाधा को तोड़ देगा, और वर्तमान रिवर्स दिशा में बहना शुरू हो जाएगा, और यह स्कोटी डायोड से जुड़े घटकों को नुकसान पहुंचा सकता है।

Schottky डायोड VI लक्षण

एक महत्वपूर्ण विशेषता जिसे आपके डायोड का चयन करते समय विचार किया जाना है वह है फॉरवर्ड वोल्टेज (वी) बनाम फॉरवर्ड करंट (आई) ग्राफ। सबसे लोकप्रिय Schottky डायोड का VI ग्राफ 1N5817, 1N5818 और 1N5819 नीचे दिखाया गया है

Schottky डायोड की VI विशेषताएँ, विशिष्ट पीएन-जंक्शन डायोड के समान हैं। एक विशिष्ट पीएन-जंक्शन डायोड की तुलना में कम वोल्टेज ड्रॉप होने के बाद, Schottky डायोड एक विशिष्ट डायोड की तुलना में कम वोल्टेज का उपभोग करने की अनुमति देता है। उपरोक्त ग्राफ से, आप देख सकते हैं कि अन्य दो की तुलना में 1N517 में कम से कम आगे वोल्टेज ड्रॉप है, यह भी ध्यान दिया जा सकता है कि डायोड में वृद्धि के माध्यम से वोल्टेज ड्रॉप वर्तमान के रूप में बढ़ता है। यहां तक ​​कि 30A की अधिकतम धारा पर 1N517 के लिए यह भर में वोल्टेज ड्रॉप 2V तक पहुंच सकता है। इसलिए इन डायोड का इस्तेमाल आमतौर पर कम चालू अनुप्रयोगों में किया जाता है।

अपने Schottky डायोड का चयन करते समय विचार करने के लिए पैरामीटर

प्रत्येक डिज़ाइन इंजीनियर को अपने आवेदन की आवश्यकता के अनुसार सही Schottky डायोड का चयन करना होगा। के लिए सुधार के डिजाइन, एक उच्च वोल्टेज, कम / मध्यम वर्तमान, और कम आवृत्ति रेटेड डायोड की आवश्यकता होगी। के लिए डिजाइन स्विचिंग, डायोड की आवृत्ति रेटिंग उच्च किया जाना चाहिए।

डायोड के लिए कुछ सामान्य और महत्वपूर्ण पैरामीटर जिन्हें आपको ध्यान में रखना चाहिए नीचे सूचीबद्ध हैं:

फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप: फॉरवर्ड-बायस्ड डायोड को चालू करने के लिए वोल्टेज गिरा दिया जाता है। यह अलग-अलग डायोड के अनुसार बदलता रहता है। Schottky डायोड के लिए आम तौर पर टर्न-ऑन वोल्टेज को लगभग 0.2 V माना जाता है।

रिवर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज: रिवर्स बायस वोल्टेज की विशेष मात्रा जिसके बाद डायोड टूट जाता है और रिवर्स दिशा में आचरण करना शुरू कर देता है, रिवर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज कहलाता है। एक Schottky डायोड के लिए रिवर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज लगभग 50 वोल्ट है।

रिवर्स रिकवरी समय: यह डायोड को उसके आगे के संचालन या 'ON' स्टेट से रिवर्स 'OFF' स्थिति में बदलने के लिए लिया गया समय है। विशिष्ट पीएन-जंक्शन डायोड और शोट्स्की डायोड के बीच सबसे महत्वपूर्ण अंतर रिवर्स रिकवरी टाइम है। एक विशिष्ट पीएन-जंक्शन डायोड रिवर्स रिकवरी समय में कई माइक्रोसेकंड से लेकर 100 नैनोसेकंड तक भिन्न हो सकते हैं। Schottky डायोड में रिकवरी का समय नहीं होता है, क्योंकि Schottky डायोड में जंक्शन पर कोई कमी क्षेत्र नहीं होता है।

रिवर्स लीकेज करंट: रिवर्स बायस में सेमीकंडक्टर डिवाइस से किया गया करंट रिवर्स लीकेज करंट होता है। Schottky डायोड में, तापमान बढ़ने से रिवर्स लीकेज करंट में काफी वृद्धि होगी।

Schottky डायोड के अनुप्रयोग

Schottky डायोड इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में अपने अद्वितीय गुणों के कारण कई अनुप्रयोग हैं। कुछ एप्लिकेशन इस प्रकार हैं:

1. वोल्टेज क्लैंपिंग / क्लिपिंग सर्किट

क्लिपर सर्किट और क्लैपर सर्किट का उपयोग आमतौर पर तरंग आकार देने वाले अनुप्रयोगों में किया जाता है। एक कम वोल्टेज ड्रॉप संपत्ति होने से क्लॉटी डायोड के रूप में शोट्की डायोड उपयोगी हो जाता है।

2. रिवर्स करंट और डिस्चार्ज प्रोटेक्शन

जैसा कि हम जानते हैं, Schottky डायोड को अवरुद्ध डायोड भी कहा जाता है क्योंकि यह रिवर्स प्रवाह को वर्तमान दिशा में रोकता है; यह निर्वहन संरक्षण के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, इमरजेंसी फ्लैश लाइट में, एक स्कूटी डायोड का उपयोग सुपरकैपेसिटर और डीसी मोटर के बीच किया जाता है ताकि सुपरकैपेसिटर को डीसी मोटर के माध्यम से निर्वहन से रोका जा सके।

3. नमूना और पकड़ सर्किट

फॉरवर्ड पक्षपाती Schottky डायोड में कोई अल्पसंख्यक चार्ज वाहक नहीं हैं, और इसके कारण, वे विशिष्ट पीएन-जंक्शन डायोड की तुलना में अधिक तेज़ी से स्विच कर सकते हैं। इसलिए Schottky डायोड का उपयोग किया जाता है क्योंकि उनके पास नमूना से पकड़ चरण तक संक्रमण का समय कम होता है और इसके परिणामस्वरूप आउटपुट में अधिक सटीक नमूना होता है।

4. पावर रेक्टिफायर

Schottky डायोड में उच्च वर्तमान घनत्व है, और कम आगे वोल्टेज ड्रॉप का मतलब है कि एक विशिष्ट पीएन जंक्शन डायोड की तुलना में कम बिजली बर्बाद होती है और यह Schottky डायोड को पावर रेक्टीफायर्स के लिए अधिक उपयुक्त बनाता है।

इसके अलावा आप लिंक का पालन करके कई सर्किट में डायोड का व्यावहारिक कार्यान्वयन पा सकते हैं।