Всё об аккумуляторах

Диод Шоттки: принцип работы, применение и как его проверить мультиметром

Диоды Шоттки широко применяются в информационных технологиях, радиотехнике и других сферах жизнедеятельности человека. Иногда они выходят из строя. И если владелец устройства, где они вставлены, разбирается в радиотехнике или софте, перед ним встает вопрос: как проверить диод Шоттки мультиметром, чтобы подтвердить или опровергнуть выход из строя именно этого электронного компонента? Менее осведомленные, конечно же, задают вопрос: что же такое диод Шоттки и какую роль он играет в различных устройствах?

Что такое диод Шоттки

Диод с высоким сохранением напряжения, когда электрический ток пропускается напрямую, был назван в честь немецкого ученого электрофизика Вальтера Шоттки. Полное название этого электронного компонента – диод с барьером Шоттки, где в роли барьера выступает металлическое напыление, нанесенное на полупроводник из кремния.

Диод Шоттки: принцип работы, применение и как его проверить мультиметром

диод Шоттки

Принцип работы и устройство

Диод Шоттки состоит из:

  • анода;
  • катода;
  • полупроводника с нанесенным на него слоем металла.

Полупроводниковый элемент и барьер образуют переход, который называется металл-полупроводник, благодаря которому достигается малое падение напряжения в сети. В таких электронных компонентах используется определенная группа металлов: вольфрам, золото, серебро, палладий и т.п. И в каждом случае выбор этого напыления зависит от предназначения диода. В качестве полупроводникового материала в диодах Шоттки используются следующие вещества:

  1. Кремний. Применяется в низковольтных цепях (до нескольких десятков вольт).
  2. Карбид кремния. Лампы на его основе используются в более высоковольтных цепях (в пределах 600 – 1200 В).
  3. Арсенид галлия.
  4. Германий.

Диод Шоттки: принцип работы, применение и как его проверить мультиметром

Комбинацией металла и материала для проводника формируются электротехнические параметры диода Шоттки. Прежде всего, это разность потенциалов, создаваемая между металлическим напылением и полупроводником вследствие их соприкосновения.

Принцип работы диодов Шоттки заключается как раз в обеспечении малого падения напряжения в сети, то есть потери этого напряжения. А в некоторых устройствах, например, цепях между солнечной панелью и аккумуляторной батареей, это небольшое приспособление не допустит обратного вытекания накопленного электрического тока, когда батарея прекратит перерабатывать солнечную энергию. 

Факт! Компактные диоды Шоттки также установлены в зарядных устройствах наших смартфонов. 

Отличие от обычного

Диоды отличаются формой, размерами, пропускной способностью, напряжением. Но всех их объединяет одна особенность – односторонняя проводимость. То есть любые диоды пропускают ток в одну сторону, но препятствуют его возвращению обратно. Или если поменять в проводке контакты местами, ток проходить не будет.

Диод Шоттки: принцип работы, применение и как его проверить мультиметром

диоды

Диоды Шоттки отличаются более высокой скоростью, если их сравнивать, и втрое меньшим падением напряжения на диоде. Эти преимущества достигнуты за счет различия в конструкции тех и других приборов. Обычные лампы состоят из анода, катода и двух полупроводников.

В обычных диодах применяется электронно-дырочный, так называемый p-n-переход, то есть переход с разными +/- типами проводимости, в то время как в диодах Шоттки в качестве перехода используется металл-полупроводник.

В электросхемах обычные лампы изображаются с прямой палочкой после треугольника, а в обозначении диодов Шоттки эта палочка с загнутыми в разные стороны концами.

УГО и маркировка

В электрических схемах диоды Шоттки обозначается так.

Слова анод и катод обычно не пишут, а ставят буквы А и К, отмечая тем самым положительный и отрицательный выводы. Условно-графическое обозначение диодов встречается не только на схемах, но и на самих устройствах, чтобы потребитель не спутал случайно их с другими. Например, диодные мосты или сдвоенные диоды часто оказываются похожими на стабилизаторы.

Виды диодов Шоттки

Выше была рассмотрена конструкция самого распространенного диода Шоттки — прибора с одним анодом, одним катодом и полупроводником. Этот вид называется одинарным. Но существуют и другие разновидности ламп. Например, сдвоенные или диодные сборки. Они изготавливаются в едином корпусе, имеют три вывода и напоминают собой силовые ключи. Каждый диод в блоке имеет схожие параметры.

Диод Шоттки: принцип работы, применение и как его проверить мультиметром

Диодные сборки бывают трех видов:

  • с общим катодом;
  • с одним общим анодом;
  • последовательно (попарно) соединенные.

Диод Шоттки: принцип работы, применение и как его проверить мультиметром

Основные неисправности диода

Диоды Шоттки — неотъемлемый элемент современных компьютерных блоков питания. Поэтому с этими диодами чаще других сталкиваются пользователи компьютеров и мобильных устройств: смартфонов, планшетов.

Одна из самых распространенных неполадок — это пробой перехода. Она возникает, когда резко возрастает обратный ток. Различается тепловой пробой и электрический. О тепловом говорят, когда в его результате увеличивается температура (вплоть до перегрева детали). Электрический возникает в том случае, если нагрузка на переход возрастает в несколько раз.

В стационарных компьютерах неисправность диодов Шоттки дает о себе знать следующим образом:

  1. Повышенным разогревом вторичного радиатора, на котором установлены эти лампы.
  2. При увеличении нагрузки на компьютер, например, при загрузке емких программ, когда процессор задействован по максимуму, блок питания неожиданно отключается.
  3. Вентилятор работает рывками.

Все это внешние симптомы, которые свидетельствуют о необходимости проверки в блоке питания именно диодов Шоттки.

Как проверить диод мультиметром — способы

Тестирование диодов Шоттки на исправность мало чем отличается от проверки обычных приборов. Ниже можно узнать, как правильно проверить диоды Шоттки, познакомится со способами диагностирования этих устройств.

Диод Шоттки: принцип работы, применение и как его проверить мультиметром

Контрольно-измерительный прибор устанавливается в режим прозвонки, а его щупы прикладываются к контактам диода. При исправной лампе в одном положении стрелка мультиметра должна показывать определенное значение. Если поменять щупы местами, стрелка останется на «нуле». Если при втором положении стрелка мультиметра дрогнула, это говорит о том, что переход пробит и электронный компонент неисправен. Его необходимо заменить.

Один диод

Сначала прибор должен быть переведен в режим замера сопротивления. Черный щуп прибора соединяется с катодом. Его можно узнать по кольцу с маркировкой. А щуп красного цвета прикладывается к аноду. Если сопротивление на экране прибора покажет 0 или 1, значит, проверяемый компонент цепи не исправен.

Диод Шоттки: принцип работы, применение и как его проверить мультиметром

При проверке «обратной» проводимости, когда щупы меняются местами, сопротивления быть не должно. Если прибор показал хоть какое-то значение, значит, компонент вышел из строя.

Важно! Проводя проверку на сопротивление, нельзя держать диод руками. Иначе прибор покажет некорректные данные, т.е. сопротивление человека.

Проверка в гнезде «PNP/NPN»

В мультиметрах последнего поколения предусмотрен разъем для проверки транзисторов. Этот разъем можно использовать для проверки диодов Шоттки. С этой целью мультиметр переводится в режим hFE.

Диод Шоттки: принцип работы, применение и как его проверить мультиметром

Отрицательный вывод диода вставляется в разъем P, а положительный — в разъем N. При этом тестер дрогнувшей стрелкой покажет проводимость тестируемого устройства. Чтобы поменять выводы местами, лампу переворачивают и вставляют наоборот. При этом проводимости при исправном устройстве быть не должно.

Проверка сдвоенных элементов

Корпусом сдвоенные диоды похожи на транзисторы. У них один анод и два катода или наоборот. Важно понять, какой именно компонент тестируется. Предположим, что это сдвоенный диод с одним анодом в середине и двумя катодами по краям.

Мультиметр устанавливается в режим прозвонки. Красный щуп соединяется с центральной ножкой, а черный — с первым катодом. Он помечен цифрой 1. При этом тестер «прозвонит» а на экране стрелка покажет не менее 300 мВ. Таким же образом проверяется второй катод. Итог должен быть таким же.

Диод Шоттки: принцип работы, применение и как его проверить мультиметром

Затем следует изменить полярность и провести проверку еще раз.

Диодный мост

Диодными мостами называют детали, которые служат для выпрямления электрического тока из переменного в постоянный. Диоды Шоттки нередко становятся элементами, входящими в конструкцию диодных мостов. Их устанавливают в блоки питания, различные выпрямители.

В каждом диодном мосте, как правило, четыре элемента, соединенных между собой последовательно. В нем есть два контакта для входящего переменного тока и два контакта для выходящего постоянного. Мультиметр поможет проверить такую деталь.

Диод Шоттки: принцип работы, применение и как его проверить мультиметром

диодный мост

Прежде чем начать тестирование, следует отключить блок питания и дать время конденсаторам для разрядки. Через несколько минут мультиметр устанавливается в режим прозвонки. Красный щуп соединяется с контактом входа 1, а черный — с контактом входа 2. Отсутствие звукового сигнала свидетельствует о работоспособности электронного компонента.

Проверка на плате

Как можно проверить диод Шоттки мультиметром, не выпаивая его из платы? Иногда допускается проверка диодов на исправность непосредственно на плате. Но чтобы такое тестирование оказалось более корректным, специалисты рекомендуют все же выпаивать из диода катод. Это позволит избежать случайного замера сопротивлений с деталей, расположенных рядом с этим прибором. 

Диод Шоттки: принцип работы, применение и как его проверить мультиметром

Чем заменить

Читателей нередко волнует вопрос: можно ли заменить диод Шоттки на обычных два электрода, если под рукой нет нужного электронного компонента? 

Обычную лампу можно заменить диодом с барьером Шоттки. Важно только правильно его подобрать по силе тока и напряжению. 

Но вот вместо диода Шоттки устанавливать обычный не всегда целесообразно. Так как у первого потери напряжения минимальны, он меньше склонен к нагреванию, а перегрев обычного тут же выведет его из строя. Хотя такая замена возможна, если оптимально, то есть с запасом мощности подобрать компонент. 

Внимание! Следует помнить, что такая замена временная. Желательно подыскать как можно быстрее соответствующий компонент Шоттки.

Применение в электронике

Диоды Шоттки широко применяются в электронике и электротехнике. О некоторых видах их использования вскользь было упомянуто. В общем, диоды Шоттки устанавливаются там, где требуется минимальная потеря напряжения, а также в высокочастотных цепях. Эти компоненты устанавливаются:

  1. В компьютерных блоках питания.
  2. Стабилизаторах напряжения.
  3. В блоках двойного электропитания, когда используется питание аккумулятора (или генератора) и электрической цепи. Они помогут разделить электроток и избежать короткого замыкания.
  4. В солнечных батареях. Эти лампы защищают ячейки от обратного заряда и препятствуют падению напряжения, тем самым повышая эффективность этих батарей.

Диод Шоттки: принцип работы, применение и как его проверить мультиметром

Диоды Шоттки участвуют практически во всех современных устройствах, связанных с новыми и высокими технологиями. Проверка этих электронных компонентов не требует специального оборудования и стендов. Чтобы убедиться в их работоспособности, достаточно использовать обычный мультиметр.

Как вам статья?

Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации