чем заменить диод шоттки ss34
Характеристики диода Шоттки SS34
SS34 представляет собой диод Шоттки, имеющий средние технические характеристики в линейке SS32-36. Согласно datasheet он конструктивно выполнен по эпитаксиальной структуре, в SMD-корпусе c встроенным зажимом для автоматического размещения. Обладает очень низким прямым падением напряжения (до 0,5 В), высокой допустимой нагрузкой по току (до 3 А). Применяется в низковольтных, высокочастотных инверторах, импульсных блоках питания и др.
Цоколёвка
Рассматриваемый диод выпускается в пластмассовом SMD-корпусе для поверхностного монтажа DO-214AB (SMC) с двумя покрытыми припоем выводами. Сторона катода (К) отмечена светлыми полосками. Соответствующая цифробуквенная маркировка устройства с наименованием нанесена сверху. Вес изделия не превышает 0,21 г. Внешний вид и габариты представлены на рисунке ниже.
Технические характеристики
Ниже рассмотрены основные предельно допустимые характеристики SS34 на русском. В datasheet указаны тестовые значения с учётом температуры окружающей среды не выше +25 О С. Диод однофазный, рекомендован для работы в однополупериодных схемах на частоте до 60 Гц с резистивной и индуктивной нагрузками. Для ёмкостных нагрузок необходимо снижать ток на 20 %.
Максимальные значения
Предельно допустимые эксплуатационные характеристики SS34:
Превышение максимальных значений параметров может вывести устройство из строя.
Аналоги
В настоящее время диод SS34 возможно поменять на аналог, полностью идентичный по параметрам. К ним относятся следующие устройства: CMSH3-40, MBRS340TR, STPS340S, SK34. При покупке стоит обратить внимание на размеры и маркировку корпуса.
Проверка на исправность
Иногда возникает необходимость проверить диод ss34, как это можно сделать рассмотрено ниже, в видеоролике. В большинстве случав их тестируют с помощью мультиметра, как обычные полупроводниковые устройства с p-n-переходом (в одну сторону ток течёт, а в другую нет). Также замеряют падение напряжения межу выводами при прямом подключении, оно не должно превышать 0,22-0,25 В.
Производители
Скачать datasheet на русском языке на SS34 в pdf-формате можно по ссылке. В настоящее время устройство производят следующие компании: Shenzhen Luguang Electronic Technology, Taitron Components Incorporated, Nanjing International Group. В российских магазинах радиотоваров чаще всего встречаются диоды от: Vishay Siliconix, MIC Group Rectifiers, Taiwan Semiconductor Company.
Диод Шоттки
Что такое диод Шоттки
Диод Шоттки относится к семейству диодов. Выглядит он почти также, как и его собратья, но есть небольшие отличия.
Простой диод выглядит на схемах вот так:
обозначение диода на схеме
Стабилитрон уже обозначается, как диод с «кепочкой»
Диод Шоттки имеет две «кепочки»
обозначение диода шоттки на схеме
Чтобы проще запомнить, можно добавить голову и ножки и представить себе человечка, танцующего ламбаду)
Обратное напряжение диода Шоттки
Итак, как вы помните, диод пропускает электрический ток только в одном направлении, а в другом направлении блокирует прохождение электрического тока до какого-то критического значения, называемым обратным напряжением диода.
Это значение можно найти в даташите
обратное напряжение диода
Для каждой марки диода оно разное
Если превысить это значение, то произойдет пробой, и диод выйдет из строя.
Падение напряжения на диоде Шоттки
Если пропустить через такой диод прямой ток, то мощность, которая будет на нем рассеиваться, будет определяться формулой:
Vf — прямое падение напряжение на диоде, В
Поэтому, одним из главных преимуществ диода Шоттки является то, что его прямое падение напряжения намного меньше, чем у простого диода. Следовательно, он будет меньше рассеивать тепло, или простым языком, меньше нагреваться.
Давайте рассмотрим один из примеров. Возьмем диод 1N4007. Его прямое падение напряжения составляет 0,83 Вольт, что типично для простого полупроводникового диода.
падение напряжение на диоде в прямом включении
В настоящий момент через него проходит сила тока, равная 0,5 А. Давайте рассчитаем его рассеиваемую мощность в данный момент. P=0,83 x 0,5 = 0,415 Вт.
Если рассмотреть этот случай через тепловизор, то можно увидеть, что его температура корпуса составила 54,4 градуса по Цельсию.
Теперь давайте проведем тот же самый эксперимент с диодом Шоттки 1N5817. Как вы видите, его прямое падение напряжения составило примерно 0,35 В.
падение напряжения на диоде Шоттки при прямом включении
При прохождении силы тока через диод Шоттки в 0,5 А, мы получим рассеиваемую мощность P=0,5 x 0,35 = 0,175 Вт. При этом тепловизор нам покажет, что температура корпуса уже будет 38,2 градуса.
Следовательно, Шоттки намного эффективнее, чем простой полупроводниковый диод в плане пропускания через себя прямого тока, так как он обладает меньшим падением напряжения, а следовательно, меньше рассеивает тепло в окружающее пространство и меньше нагревается.
Прямое падение напряжения можно также посмотреть и в даташитах. Например, прямое падение напряжения на диоде Шоттки 1N5817 можно найти из графика зависимости прямого тока от падения напряжения на диоде Шоттки
график зависимости прямого тока от напряжения
В нашем случае если следовать графо-аналитическому способу, то мы как раз получаем значение 0,35 В
Диод Шоттки в ВЧ цепях
Также диоды Шоттки обладают быстрой скоростью переключения. Это значит, что мы можем использовать их в высокочастотных (ВЧ) цепях.
Итак, возьмем генератор частоты и выставим синус частотой в 60 Гц
Возьмем диод 1N4007 и диод Шоттки 1N5817. Подключим их по простой схеме однополупериодного выпрямителя
и будем снимать с них показания
Как вы видите, оба они прекрасно справляются со своей задачей по выпрямлению сигнала на частоте в 60 Гц.
Но что будет, если мы увеличим частоту до 300 кГц?
Ого! Диод Шоттки более-менее справляется со своей задачей, что нельзя сказать о простом диоде 1N4007. Простой диод не может справиться со своей задачей не пропускать обратный ток, поэтому на осциллограмме мы видим отрицательный выброс
Отсюда можно сделать вывод: диоды Шоттки рекомендуется использовать в ВЧ цепях.
Обратный ток утечки
Но раз уж диоды Шоттки такие крутые, то почему бы их не использовать везде? Почему мы до сих пор используем простые диоды?
Если мы подключим диод в обратном направлении, то он будет блокировать прохождение электрического тока. Это верно, но не совсем. Очень маленький ток все равно будет проходить через диод. В некоторых случаях это не принимают во внимание. Этот маленький ток называется обратным током утечки. На английский манер это звучит как reverse leakage current.
Он очень мал, но имеет место быть.
Проведем простой опыт. Возьмем лабораторный блок питания, выставим на нем 19 В и подадим это напряжение на диод в обратном направлении
Замеряем ток утечки
обратный ток утечки диода
Как вы видите, его значение составляет 0,1 мкА.
Давайте теперь повторим этот же самый опыт с диодом Шоттки
обратный ток утечки диода Шоттки
Ого, уже почти 20 мкА! Ну да, в некоторых случаях это сущие копейки и ими можно пренебречь. Но есть схемы, где все-таки недопустим такой незначительный ток. Например, в схемах пикового детектора
схема пик детектора
В этом случае эти 20 мкА будут весьма значительны.
Но есть также еще один камень преткновения. С увеличением температуры обратный ток утечки возрастает в разы!
зависимость обратного тока утечки от температуры корпуса диода Шоттки
Поэтому, вы не можете использовать Шоттки везде в схемах.
Но и это еще не все. Обратное напряжение для диодов Шоттки в разы меньше, чем для простых выпрямительных диодов. Это можно также увидеть из даташита. Если для диода 1N4007 обратное напряжение составляет 1000 В
То для диода Шоттки 1N5817 это обратное напряжение уже будет составлять всего-то 20 В
Поэтому, если это напряжение превысит значение, которое описано в даташите, мы в итоге получим:
Применение диодов Шоттки
Диоды Шоттки находят достаточно широкое применение. Их можно найти везде, где требуется минимальное прямое падение напряжения, а также в цепях ВЧ. Чаще всего их можно увидеть в компьютерных блоках питания, а также в импульсных стабилизаторах напряжения.
Также эти диоды нашли применение в солнечных панелях, так как солнечные панели генерируют электрический ток только в светлое время суток. Чтобы в темное время суток не было обратного процесса потребления тока от аккумуляторов, в панели монтируют диоды Шоттки
В компьютерной технике чаще всего можно увидеть два диода в одном корпусе
При написании данной статьи использовался материал с этого видео
Диоды Шоттки от ST – самый широкий выбор
Кремниевые силовые диоды Шоттки уже много лет как стали привычными компонентами. Широко известны их основные преимущества — сниженное (по сравнению с «обычными» кремниевыми диодами) прямое падение напряжения и отсутствие накопления заряда, задерживающего выключение диода (т.е. потенциально лучшие частотные свойства).
Однако ничто в технике не дается бесплатно. За улучшение одних свойств всегда приходится чем-то платить, не только деньгами, но и изменением других характеристик. Чем больше таких зависимостей, тем больше оказывается «степеней свободы» при оптимизации элемента под конкретное применение. Не являются исключением из этого правила и диоды Шоттки.
В конструкции «обычных» диодов этих «степеней свободы» в общем, всего три, и они мало влияют друг на друга — площадь p-n перехода, уровень легирования (удельное сопротивление) высокоомной области и время жизни неосновных носителей. Прямое падение напряжения в установившемся режиме при заданном токе зависит в основном от температуры и площади p-n перехода, и то очень слабо: от площади — по логарифмическому закону (минус
20 мВ на удвоение площади/снижение тока вдвое), от температуры — в пределах +1…-2 мВ на градус. Удельное сопротивление материала высокоомной области у «обычных» диодов благодаря эффекту модуляции проводимости почти не влияет на прямое падение напряжения. Время жизни носителей определяет время обратного восстановления диода на основе p-n перехода (и косвенно — его ток утечки).
Для диодов Шоттки время жизни носителей не имеет прямого влияния на характеристики диода в рабочих режимах, но зато добавляется две других «степени свободы». Это выбор величины потенциального барьера (то есть, фактически, порогового напряжения — и тока утечки) и необходимость обеспечения защиты от перенапряжений (незащищенный переход Шоттки, в отличие от обычного p-n перехода, практически всегда выходит из строя при пробое обратным напряжением). Именно поэтому внутри подавляющего большинства диодов Шоттки есть еще и параллельно включенный p-n переходный «охранный» диод Кроме того, у диодов Шоттки есть сильная связь между удельным сопротивлением высокоомной области и прямым падением напряжения на больших токах (из-за отсутствия механизма модуляции проводимости). Отсутствие же эффекта модуляции проводимости уменьшает устойчивость диодов к ударному току, что вынуждает увеличивать площадь перехода (снижать плотность тока). Из-за этого емкость диодов Шоттки, отнесенная к единице номинального тока, как правило, выше, чем у обычных диодов. Наглядный пример — UF4001 имеют емкость около 15…20 пФ, 1N5819 — около 50…80 пФ (при обратном напряжении 4 В). По той же причине диоды Шоттки изготавливают с более «плотным» рядом по величине допустимого обратного напряжения — чтобы не вводить излишний запас, увеличивающий прямое сопротивление диодов.
Даже из этого упрощенного описания видно, что в конструкции диодов Шоттки намного больше вариантов для выбора компромиссов, чем в «обычных» диодах.
Именно поэтому разнообразие типов диодов Шоттки столь велико. И для осмысленного выбора лучших (для требуемого применения) вариантов нужно учитывать большее число параметров, чем при выборе «обычных» диодов. Высоковольтным диодам Шоттки на основе карбида кремния была посвящена статья [1], однако в применениях с рабочими напряжениями ниже 100…200 В лучшие характеристики (благодаря меньшему прямому падению напряжения) в настоящее время обеспечивают кремниевые диоды Шоттки.
Диоды Шоттки от STMicroelectronics
Одним из лидер ов по выпуску высококачественных диодов Шоттки является компания ST Microelecronics (далее — ST), входящая в десятку лидер ов в производстве компонентов для силовой электроники (См. табл. 1…5). Ряд продуктов ST просто уникален: к примеру, никто больше не в состоянии массово производить 30+30 А/170 В диоды Шоттки в корпусе ТО-220.
Таблица 1. Диоды Шоттки на ток до 200 мА…1 А
| Тип диода | Корпуса | UF@IF, В/A | UF@IF, В/A | UR, В | IAV, А | IFSM, А | IR@85 ° C, мА | TJ max, ° C | CD@4V, пФ | ВАХ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BAT20J | SOD323 | 0,40@0,1 | 0,62@1 | 23 | 1 | 5 | 0,25@15V | 150 | 25 | R |
| BAT30 (1x, 2x) | SOT23, SOD323/523/923 | 0,43@0,03 | 0,58@0,2 | 30 | 0,3 | 1 | 0,04@20V | 150 | 8 | D ё R |
| BAT60J | SOD323 | 0,42@0,1 | 0,58@1 | 10 | 0,5 | 5 | 0,08 | 150 | 40 | R |
| STPS0520Z | SOD123 | 0,30@0,1 | 0,38@0,5 | 20 | 0,5 | 5,5 | 1,2@15V | 125 | 65 | R+ |
| STPS0530Z | SOD123 | 0,37@0,1 | 0,43@0,5 | 30 | 0,5 | 5,5 | 0,4@20V | 150 | 80 | R |
| STPS0540Z | SOD123 | 0,38@0,1 | 0,47@0,5 | 40 | 0,5 | 5,5 | 0,8@30V | 150 | 80 | R |
| STPS0560Z | SOD123 | 0,43@0,1 | 0,55@0,5 | 60 | 0,5 | 5,5 | 0,3@50V | 150 | 45 | D- |
| TMBAT49 | MELF | 0,32@0,01 | 0,42@0,1 | 80 | 0,5 | 10* | 0,6 | 125 | 40 | D ё R |
| TMBYV10-40 | MELF | 0,37@0,1 | 0,55@1 | 40 | 1 | 25 | 1 | 125 | 70 | R+ |
| TMBYV10-60 | MELF | 0,41@0,1 | 0,70@1 | 60 | 1 | 20 | 0,5 | 125 | 45 | D |
| 1N5817 | DO-41 | 0,35@0,1 | 0,45@1 | 20 | 1 | 25 | 0,6 | 150 | 120 | R |
| 1N5818 | DO-41 | 0,37@0,1 | 0,50@1 | 30 | 1 | 25 | 0,8 | 150 | 120 | R |
| 1N5819 | DO-41 | 0,40@0,1 | 0,55@1 | 40 | 1 | 20 | 0,4 | 150 | 80 | D |
| STPS120M/MF | DO-216/DO-222 | 0,41@0,1 | 0,49@1 | 20 | 1 | 45 | 0,15 | 150 | 150 | D |
| STPS130A/U | SMA/SMB | 0,44@0,1 | 0,54@1 | 30 | 1 | 45 | 0,4 | 150 | 100 | D ё R |
| STPS140A/U/Z | SMA/SMB/SOD-123 | 0,45@0,1 | 0,55@1 | 40 | 1 | 50 | 0,6 | 150 | 80 | D ё R |
| STPS160A/MF | SMA/DO-222/DO-41 | 0,49@0,1 | 0,67@1 | 60 | 1 | 75 | 0,15 | 150 | 100 | D- |
| STPS1150A | SMA/DO-41 | 0,58@0,1 | 0,82@1 | 150 | 1 | 50 | 0,02 | 175 | 38 | D- |
| STPS1L20M/MF | DO-216/DO-222 | 0,32@0,1 | 0,40@1 | 20 | 1 | 50 | 1 | 150 | 170 | D ё R |
| STPS1L30A/U/M/MF | SMA/SMB/DO-216/DO-222 | 0,31@0,1 | 0,39@1 | 30 | 1 | 75 | 2 | 150 | 200 | R |
| STPS1L40A/U/M/MF | SMA/SMB/DO-216/DO-222 | 0,37@0,1 | 0,50@1 | 40 | 1 | 60 | 0,6 | 150 | 70 | D |
| STPS1L60A/MF | SMA/DO-222/DO-41 | 0,42@0,1 | 0,57@1 | 60 | 1 | 40 | 0,8 | 150 | 56 | D- |
| STPS1H100A/U/ AF/MF | SMA/SMB/DO-221/DO-222 | 0,54@0,1 | 0,77@1 | 100 | 1 | 50 | 0,01 | 175 | 55 | D- |
| Примечания к таблице см. в конце статьи. | ||||||||||
Таблица 2. Диоды Шоттки на ток до 2…3 А (включая сдвоенные, для них — данные одного диода)
| Тип диода | Корпуса | UF@IF, В/A | UF@IF, В/A | UR, В | IAV, А | IFSM, А | IR@85 ° C, мА | TJ max, ° C | CD@4V, пФ | ВАХ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| STPS2L25U/UF | SMB/SMBF | 0,36@0,2 | 0,45@2 | 25 | 2 | 75 | 1,5 | 150 | 210 | D ё R |
| STPS2L30A/AF/UF | SMA/SMAF/SMBF | 0,35@0,2 | 0,45@2 | 30 | 2 | 75 | 2,0 | 150 | 210 | D ё R |
| STPS2L40AF/U/UF | SMAF/SMB/SMBF | 0,34@0,2 | 0,43@2 | 40 | 2 | 75 | 4,0 | 150 | 280 | D |
| STPS2L60/A/UF | DO-41/SMA/SMBF | 0,40@0,2 | 0,60@2 | 60 | 2 | 75 | 0,8 | 150 | 120 | D- |
| STPS2H100A/U/UF/RL | SMA/SMB/SMBF/DO-41 | 0,56@0,2 | 0,79@2 | 100 | 2 | 75 | 0,05 | 175 | 50 | D- |
| STPS2150A/AF | SMA/SMAF | 0,55@0,2 | 0,82@2 | 150 | 2 | 75 | 0,05 | 175 | 70 | D- |
| 1N5821 | DO-201 | 0,37@0,2 | 0,47@3 | 30 | 3 | 80 | 3,0 | 150 | 300 | D ё R |
| 1N5822 | DO-201 | 0,38@0,2 | 0,48@3 | 40 | 3 | 80 | 1,5 | 150 | 200 | D |
| STPS3L25S | SMC | 0,37@0,25 | 0,49@3 | 25 | 3 | 75 | 1,5 | 150 | 200 | D- |
| STPS3L40S/UF | SMC/SMBF | 0,37@0,3 | 0,5@3 | 40 | 3 | 75 | 1,5 | 150 | 200 | D |
| STPS340B/S/U/UF | DPAK/SMC/SMB/SMBF | 0,45@0,2 | 0,63@3 | 40 | 3 | 75 | 0,25 | 150 | 150 | D- |
| STPS3L60/Q/U/UF | DO-201/DO-215/SMB/SMBF | 0,40@0,25 | 0,62@3 | 60 | 3 | 100 | 1,5 | 150 | 160 | D- |
| STPS3L60S | SMC | 0,35@0,25 | 0,70@3 | 60 | 3 | 75 | 0,8 | 150 | 100 | D- |
| STPS3H100U/UF | SMB/SMBF | 0,57@0,25 | 0,84@3 | 100 | 3 | 75 | 0,04 | 175 | 50 | D- |
| STPS3150/U/UF | DO-201/SMB/SMBF | 0,60@0,3 | 0,82@3 | 150 | 3 | 100 | 0,05 | 175 | 100 | D |
| STPS640CT/B/FPAB* | TO-220/DPAK/ISO-220 | 0,35@0,3 | 0,63@3 | 40 | 3 | 75 | 0,3 | 150 | 150 | R |
| STPS660CB* | DPAK | 0,38@0,3 | 0,65@3 | 60 | 3 | 50 | 0,3 | 125 | 350* | D |
| Примечания к таблице см. в конце статьи. | ||||||||||
Таблица 3. Диоды Шоттки на ток до 2…3 А (включая сдвоенные, для них — данные одного диода)
| Тип диода | Корпуса | UF@IF, В/A | UF@IF, В/A | UR, В | IAV, А | IFSM, А | IR@85 ° C, мА | TJ max, ° C | CD@4V, пФ | ВАХ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| STPS5L25 | DPAK | 0,35@0,5 | 0,47@5 | 25 | 5,0 | 75 | 16 | 150 | 600 | D ё R |
| STPS5L40 | DO201 | 0,37@0,5 | 0,50@5 | 40 | 5,0 | 150 | 5 | 150 | 300 | D |
| STPS5L60/S | DO201/SMC | 0,37@0,5 | 0,52@5 | 60 | 5,0 | 150 | 4 | 150 | 400 | D- |
| STPS745D/FP/G | TO220/ISO220/D2PAK | 0,47@0,5 | 0,70@7 | 45 | 7,5 | 150 | 0,8 | 175 | 320 | D- |
| STPS8L30B/H | DPAK/IPAK | 0,33@1 | 0,49@8 | 30 | 8,0 | 75 | 10 | 150 | 600 | R |
| STPS8H100G/FP/D | TO220/ISO220/D2PAK | 0,51@1 | 0,71@8 | 100 | 8,0 | 250 | 0,2 | 175 | 500 | D- |
| STPS10L40CT/CG/CFP* | TO220/D2PAK/ ISO220 | 0,41@0,5 | 0,53@5 | 40 | 5,0 | 150 | 4 | 150 | 340 | D |
| STPS10L45CT/CG/CFP/CR* | TO220/D2PAK/ ISO220/I2PAK | 0,41@0,5 | 0,53@5 | 45 | 5,0 | 150 | 5 | 150 | 340 | D ё R |
| STPS10L60CFP/CG* | ISO220/D2PAK | 0,42@0,5 | 0,55@5 | 60 | 5,0 | 180 | 7 | 150 | 400 | D |
| STPS10H100CT/CFP/CG/CR* | TO220/ISO220/D2PAK/I2PAK | 0,53@0,5 | 0,73@5 | 100 | 5,0 | 180 | 0,08 | 175 | 340 | D |
| STPS10120CT/CFP* | TO220/ISO220 | 0,64@0,5 | 0,85@5 | 120 | 5,0 | 120 | 0,08 | 175 | 120 | D |
| STPS10150CT/CFP/CG* | TO220/ISO220/D2PAK | 0,68@0,5 | 0,92@5 | 150 | 5,0 | 120 | 0,03 | 175 | 100 | D ё R |
| STPS10170CT/CG/CR/CB | TO220/D2PAK/I2PAK/DPAK | 0,68@0,5 | 0,92@5 | 170 | 5,0 | 75 | 0,1 | 175 | 100 | D ё R |
| STPS15L30CDJF* | PQFN8 | 0,37@1 | 0,48@7,5 | 30 | 7,5 | 150 | 8 | 150 | 500 | D- |
| STPS15L30CB* | DPAK | 0,38@1 | 0,48@7,5 | 30 | 7,5 | 75 | 8 | 150 | 850 | D ё R |
| STPS1545CT/CFP/ CG/CR/CB* | TO220/ISO220/ D2PAK/I2PAK/DPAK | 0,56@1 | 0,72@7,5 | 45 | 7,5 | 150 | 0,6 | 175 | 320 | D- |
| STPS15L45CB* | DPAK | 0,40@1 | 0,52@7,5 | 45 | 7,5 | 75 | 5 | 150 | 520 | D- |
| STPS15L60CB* | DPAK | 0,48@1 | 0,62@7,5 | 60 | 7,5 | 75 | 7 | 150 | 360 | D- |
| STPS15H100CB/CH* | DPAK/IPAK | 0,58@1 | 0,80@7,5 | 100 | 7,5 | 75 | 0,08 | 175 | 300 | D- |
| STPS16L40CT* | TO220 | 0,41@1 | 0,50@8 | 40 | 8,0 | 180 | 6 | 150 | 700 | D ё R |
| STPS16H100CT/CFP/CG/CR* | TO220/ISO220/D2PAK/I2PAK | 0,54@1 | 0,77@8 | 100 | 8,0 | 200 | 0,1 | 175 | 400 | D |
| STPS16150CT/CG/CR* | TO220/D2PAK/I2PAK | 0,70@1 | 0,92@8 | 150 | 8,0 | 150 | 0,05 | 175 | 160 | D- |
| STPS16170CT/CG/CR/CB* | TO220/D2PAK/I2PAK/DPAK | 0,70@1 | 0,92@8 | 170 | 8,0 | 75 | 0,1 | 175 | 150 | D- |
| Примечания к таблице см. в конце статьи. | ||||||||||
Таблица 4. Диоды Шоттки на ток до 10…25 А (включая сдвоенные, для них — данные одного диода)
| Тип диода | Корпуса | UF@IF, В/A | UF@IF, В/A | UR, В | IAV, А | IFSM, А | IR@85 ° C, мА | TJ max, ° C | CD@4V, пФ | ВАХ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| STPS10L25D/G | TO220/D2PAK | 0,36@1 | 0,46@10 | 25 | 10 | 200 | 15,0 | 150 | 1300 | D ё R |
| STPS1045B | DPAK | 0,45@1 | 0,63@10 | 45 | 10 | 75 | 0,7 | 175 | 500 | D- |
| STPS1045D/FP | TO220/ISO220 | 0,57@1 | 0,72@10 | 45 | 10 | 180 | 0,8 | 175 | 500 | D- |
| STPS10L60D/FP | TO220/ISO220 | 0,42@1 | 0,60@10 | 60 | 10 | 220 | 6,0 | 150 | 600 | D |
| STPS15L25D/G | TO220/D2PAK | 0,34@1 | 0,46@15 | 25 | 15 | 250 | 20,0 | 150 | 2300 | R+ |
| STPS20L15D/G | TO220/D2PAK | 0,23@1 | 0,41@20 | 15 | 20 | 310 | 40,0 | 125 | 1400 | R |
| STPS20L25CT/CG* | TO220/D2PAK | 0,36@1 | 0,46@10 | 25 | 10 | 220 | 16,0 | 150 | 1300 | R |
| STPS2030CT/CG/CR* | TO220/D2PAK/I2PAK | 0,39@1 | 0,50@10 | 30 | 10 | 180 | 10,0 | 150 | 1000 | D ё R |
| STPS20L40CFP* | ISO220 | 0,41@1 | 0,55@10 | 40 | 10 | 180 | 5,0 | 150 | 700 | D ё R |
| STPS20L45CT/CFP/CG* | TO220/ISO220/D2PAK | 0,41@1 | 0,55@10 | 45 | 10 | 180 | 7,0 | 150 | 700 | D ё R |
| STPS2045CT/CFP/CG/CR* | TO220/ISO220/D2PAK/I2PAK | 0,57@1 | 0,72@10 | 45 | 10 | 180 | 0,8 | 175 | 500 | D- |
| STPS20L60CT/CG/CR* | TO220/D2PAK/I2PAK | 0,42@1 | 0,60@10 | 60 | 10 | 220 | 7,0 | 150 | 600 | D- |
| STPS2060CT* | TO-220 | 0,60@1 | 0,80@1 | 60 | 10 | 200 | 0,5 | 150 | 550 | D |
| STPS20100CT* | TO-220 | 0,58@1 | 0,84@10 | 100 | 10 | 200 | 1,6 | 175 | 560 | D |
| STPS20H100CT/CFP/CG/CR* | TO220/ISO220/D2PAK/I2PAK | 0,54@1 | 0,77@10 | 100 | 10 | 250 | 0,08 | 175 | 500 | D- |
| STPS20S100CT/CFP/CR* | TO220/ISO220/I2PAK | 0,58@1 | 0,85@10 | 100 | 10 | 180 | 0,08 | 175 | 300 | D- |
| STPS20120D | TO220 | 0,63@2 | 0,93@20 | 120 | 20 | 200 | 0,25 | 175 | 370 | D- |
| STPS20120CT/CFP/CR* | TO220/ISO220/I2PAK | 0,63@1 | 0,92@10 | 120 | 10 | 150 | 0,15 | 175 | 200 | D- |
| STPS20L120CT/CFP* | TO220/ISO220 | 0,57@1 | 0,86@10 | 120 | 10 | 200 | 1,0 | 150 | 320 | D- |
| STPS20150CT/CFP/CG/CR* | TO220/ISO220/D2PAK/I2PAK | 0,67@1 | 0,92@10 | 150 | 10 | 180 | 0,02 | 175 | 260 | D- |
| STPS20170CT/CFP/CG/CR* | TO220/ISO220/D2PAK/I2PAK | 0,65@1 | 0,90@10 | 170 | 10 | 180 | 0,02 | 175 | 260 | D |
| STPS2545CT/CFP/CG* | TO220/ISO220/D2PAK | 0,53@1 | 0,68@10 | 45 | 12,5 | 200 | 0,7 | 175 | 600 | D- |
| STPS30L30CT/CG/CR* | TO220/D2PAK/I2PAK | 0,32@1 | 0,46@15 | 30 | 15 | 220 | 20,0 | 150 | 1300 | R |
| STPS3030CT/CG/CR* | TO220/D2PAK/I2PAK | 0,36@1 | 0,49@15 | 30 | 15 | 250 | 10,0 | 150 | 1000 | R |
| STPS30L40CW/CT/CG* | TO247/TO220/D2PAK | 0,37@1 | 0,55@15 | 40 | 15 | 220 | 8,0 | 150 | 650 | D ё R |
| STPS30L45CW/CT/CG/CR* | TO247/TO220/D2PAK/I2PAK | 0,37@1 | 0,55@15 | 45 | 15 | 220 | 12,0 | 150 | 650 | D ё R |
| STPS3045CW/CP/CPI/ CT/CFP/CG/CR* | TO247/TO218/ISO218/ TO220/ISO220/D2PAK/I2PAK | 0,52@1 | 0,7@15 | 45 | 15 | 220 | 1,0 | 175 | 800 | D ё R |
| STPS30L60CW/CT/CG/CR* | TO247/TO220/D2PAK/I2PAK | 0,39@1 | 0,60@15 | 60 | 15 | 230 | 8,0 | 150 | 800 | D- |
| STPS3060CW* | TO247 | 0,60@1 | 0,85@15 | 60 | 15 | 200 | 0,4 | 150 | 550 | D ё R |
| STPS30H60CW/CT/CFP/CG/CR* | TO247/TO220/ISO220/D2PAK/I2PAK | 0,45@1 | 0,66@15 | 60 | 15 | 230 | 0,8 | 175 | 800 | D- |
| STPS30H100CW/CT* | TO247/TO220 | 0,52@1 | 0,80@15 | 100 | 15 | 250 | 0,1 | 175 | 500 | D |
| STPS30L120CT/CFP* | TO220/ISO220 | 0,60@1 | 0,88@15 | 120 | 15 | 220 | 1,0 | 150 | 500 | D ё R |
| STPS30120CT/CR* | TO220/I2PAK | 0,60@1 | 0,92@15 | 120 | 15 | 180 | 0,2 | 175 | 300 | D- |
| STPS30150CW/CT/CFP/CG* | TO247/TO220 /D2PAK | 0,62@1 | 0,92@15 | 150 | 15 | 220 | 0,03 | 175 | 400 | D- |
| STPS30170CW/CT/CFP/CG* | TO247/TO220/ISO220/D2PAK | 0,62@1 | 0,92@15 | 170 | 15 | 220 | 0,03 | 175 | 400 | D- |
| STPS40L15CW/CT* | TO247/TO220 | 0,25@2 | 0,42@20 | 15 | 20 | 310 | 60,0 | 125 | 1300 | R |
| STPS41L30CT/CG/CR* | TO220/D2PAK/I2PAK | 0,37@2 | 0,48@20 | 30 | 20 | 220 | 15,0 | 150 | 1600 | R |
| STPS40L40CW/CT* | TO247/TO220 | 0,38@2 | 0,53@20 | 40 | 20 | 230 | 15,0 | 150 | 1600 | R |
| STPS40L45CW/CT/CG* | TO247/TO220/D2PAK | 0,38@2 | 0,53@20 | 40 | 20 | 230 | 20,0 | 150 | 1500 | R |
| STPS4045CW/CT* | TO247/TO220 | 0,53@2 | 0,76@20 | 45 | 20 | 220 | 1,0 | 175 | 550 | D- |
| STPS41L45C T/CG/CR* | TO220/D2PAK/I2PAK | 0,38@2 | 0,53@20 | 45 | 20 | 220 | 10,0 | 150 | 1300 | D ё R |
| STPS41L60CT/CG/CR* | TO220/D2PAK/I2PAK | 0,39@2 | 0,60@20 | 60 | 20 | 220 | 12,0 | 150 | 1700 | D |
| STPS40M100CT/CR* | TO220/I2PAK | 0,53@2 | 0,78@20 | 100 | 20 | 530 | 1,5 | 150 | 1000 | D- |
| STPS40SM100CT/CG/CR* | TO220/D2PAK/I2PAK | 0,54@2 | 0,80@20 | 100 | 20 | 530 | 1,0 | 150 | 750 | D- |
| STPS40H100CT/CG/CR* | TO220/D2PAK/I2PAK | 0,53@2 | 0,80@20 | 100 | 20 | 220 | 0,25 | 175 | 850 | D |
| STPS40H100CW* | TO247 | 0,50@2 | 0,73@20 | 100 | 20 | 300 | 0,6 | 150 | 1300 | D- |
| STPS41H100CT/CG/CR* | TO220/D2PAK/I2PAK | 0,53@2 | 0,80@20 | 100 | 20 | 220 | 0,2 | 175 | 850 | D |
| STPS40120CT/CR* | TO220/I2PAK | 0,60@2 | 0,90@20 | 120 | 20 | 200 | 0,4 | 175 | 470 | D |
| STPS40150CW/CT/CG* | TO247/TO220/D2PAK | 0,66@2 | 0,92@20 | 150 | 20 | 250 | 0,2 | 175 | 500 | D- |
| STPS40170CW/CT/CG* | TO247/TO220/D2PAK | 0,65@2 | 0,92@20 | 170 | 20 | 250 | 0,5 | 175 | 500 | D |
| STPS50U100CT/CR* | TO220,I2PAK | 0,47@2 | 0,73@25 | 100 | 25 | 250 | 1,5 | 150 | 1600* | D |
| Примечания к таблице см. в конце статьи. | ||||||||||
Таблица 5. Диоды Шоттки на ток до 30…120А (включая сдвоенные, для них — данные одного диода)
| Тип диода | Корпуса | UF@IF, В/A | UF@IF, В/A | UR, В | IAV, А | IFSM, А | IR@85 ° C, мА | TJ max, ° C | CD@4V, пФ | ВАХ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| STPS3045DJF | PQFN8 | 0,50@5 | 0,64@30 | 45 | 30 | 200 | 2,5 | 150 | 1200 | D |
| STPS30100ST | TO220 | 0,53@5 | 0,80@30 | 100 | 30 | 300 | 1,6 | 150 | 1300 | D- |
| STPS30M100ST/SFP/SR | TO220/ISO220/I2PAK | 0,53@5 | 0,80@30 | 100 | 30 | 300 | 2 | 150 | 1100 | D- |
| STPS30SM100ST/SFP/SG/SR | TO220/ISO220/D2PAK/I2PAK | 0,58@5 | 0,87@30 | 100 | 30 | 530 | 0,9 | 150 | 900 | D- |
| STPS30M100DJF | PQFN8 | 0,62@5 | 0,96@30 | 100 | 30 | 200 | 0,8 | 150 | 600 | D- |
| STPS30U100DJF | PQFN8 | 0,57@5 | 0,85@30 | 100 | 30 | 200 | 2 | 150 | 1500 | D- |
| STPS30120DJF | PQFN8 | 0,70@5 | 0,92@30 | 120 | 30 | 200 | 0,3 | 150 | 650 | D |
| STPS30170DJF | PQFN8 | 0,77@5 | 0,92@30 | 170 | 30 | 200 | 0,25 | 150 | 450 | D |
| STPS60L30CW* | TO247 | 0,36@5 | 0,46@30 | 30 | 30 | 600 | 30 | 150 | 2800 | R |
| STPS60L40CW* | TO247 | 0,41@5 | 0,55@30 | 40 | 30 | 600 | 12 | 150 | 2400 | R |
| STPS60L45CW* | TO247 | 0,41@5 | 0,55@30 | 45 | 30 | 600 | 12 | 150 | 2400 | R |
| STPS6045CW/CP/CPI* | TO247/TO218/ISO218 | 0,52@5 | 0,69@30 | 45 | 30 | 400 | 2,5 | 175 | 1600 | D ё R |
| STPS61L45CT/CW* | TO220/TO247 | 0,43@5 | 0,56@30 | 45 | 30 | 500 | 20 | 150 | 1700 | D ё R |
| STPS61L60CT/CW* | TO220/TO247 | 0,43@5 | 0,66@30 | 60 | 30 | 400 | 15 | 150 | 1300 | D |
| STPS60H100CT* | TO220 | 0,59@5 | 0,84@30 | 100 | 30 | 300 | 0,2 | 175 | 850 | D- |
| STPS61H100CW* | TO247 | 0,56@5 | 0,79@30 | 100 | 30 | 450 | 0,25 | 175 | 1200 | D- |
| STPS60150CT* | TO220 | 0,73@5 | 0,94@30 | 150 | 30 | 270 | 0,2 | 175 | 600 | D- |
| STPS61150CW* | TO247 | 0,63@5 | 0,84@30 | 150 | 30 | 500 | 0,6 | 175 | 1200 | D- |
| STPS60170CT* | TO220 | 0,73@5 | 0,94@30 | 170 | 30 | 270 | 0,6 | 175 | 1200 | D ё R |
| STPS61170CW* | TO247 | 0,63@5 | 0,84@30 | 170 | 30 | 500 | 0,9 | 175 | 1200 | D ё R |
| STPS80L60CY* | MAX247 | 0,37@5 | 0,57@40 | 60 | 40 | 400 | 35 | 150 | 5500 | R |
| STPS80H100CY* | MAX247 | 0,55@5 | 0,80@40 | 100 | 40 | 400 | 1 | 175 | 1900 | D |
| STPS80H100CTV* | ISOTOP4 | 0,54@5 | 0,78@40 | 100 | 40 | 700 | 1 | 150 | 1900 | D |
| STPS80150CW* | TO247 | 0,61@5 | 0,84@40 | 150 | 40 | 500 | 0,6 | 175 | 1300 | D |
| STPS80170CW* | TO247 | 0,60@5 | 0,84@40 | 170 | 40 | 500 | 1,5 | 175 | 1300 | D ё R |
| STPS120L15CTV* | ISOTOP4 | 0,24@10 | 0,43@60 | 15 | 60 | 1200 | 340 | 125 | 6800 | D |
| STPS12045CTV* | ISOTOP4 | 0,63@10 | 0,78@60 | 45 | 60 | 900 | 6 | 150 | 3100 | D |
| STPS16045CTV* | ISOTOP4 | 0,60@10 | 0,80@80 | 45 | 80 | 900 | 6 | 150 | 3100 | D |
| STPS160H100CTV* | ISOTOP4 | 0,56@10 | 0,80@80 | 100 | 80 | 1000 | 2,5 | 150 | 3800 | D- |
| STPS200170CTV* | ISOTOP4 | 0,52@10 | 0,83@100 | 170 | 100 | 700 | 2,5 | 150 | 3800 | D- |
| STPS24045CTV* | ISOTOP4 | 0,54@10 | 0,74@120 | 45 | 120 | 1500 | 10 | 150 | 8500 | R |
| Примечания к таблице см. в конце статьи. | ||||||||||
Обозначение выпрямительных диодов Шоттки у ST состоит из следующих элементов:
Пример: STPS160U — диод Шоттки на 1 А, 60 В, в корпусе SMB.
При выборе диодов Шоттки нужно четко различать две группы областей применения — относительно низкочастотную коммутацию (OR-ing источников питания, cуммирование напряжений, выпрямление 50/60 Гц с минимальными потерями), где нужны минимальные потери от прямого падения напряжения и/или токов утечки, и применение в высокочастотных импульсных преобразователях, где важна минимальная величина общих потерь, то есть нужен минимум суммы статических и динамических потерь.
Диоды, оптимизированные для первой группы применений — это диоды с минимальными прямыми падениями напряжения, получаемыми, как правило, за счет больших площадей переходов (больших емкостей), или специальные микросхемы с использованием управляемого МОП-транзистора, внешне выглядящие как диод, но с чрезвычайно малым падением напряжения. Пример первого подхода — изделие ONSemi MBRB2515, с VF
250 мВ при токе 56 А, и с емкостью перехода, приближающейся к 10 нФ. Диод подобного класса от ST — STPS40L15CT, сдвоенный и с примерно вдвое меньшей емкостью переходов. Пример второго подхода — диод от ST SPV1001T40, VF
80…100 мВ при токе 5…6 А, 230…250 мВ при токе 15 А. Преимущество этого решения от ST очевидно.
Что же касается диодов Шоттки для применения в DC/DC-конверторах, то минимальные общие потери совершенно необязательно обеспечит диод с минимальным VF. Особенно при широком диапазоне нагрузок (когда нужно учитывать потери не только от прямого падения напряжения, но и от токов утечки — их величина экспоненциально зависит не только от температуры, но и от начального падения напряжения). Связано это с тем, что за снижение прямого падения напряжения приходится платить либо ростом площади перехода (и емкости диода, что приводит к росту коммутационных потерь, пропорциональных fґСдU2/2), либо резким ростом тока утечки (когда для минимизации прямого падения напряжения выбрано практически нулевое пороговое напряжение за счет подбора материала контакта металл-полупроводник). Примером диода, имеющего минимальные емкости, но небольшой диапазон рабочих токов и температур, может служить поставляемый NXP PMEG1030 (3 A, 10 В), обратный ток которого при температуре перехода 25…30°С составляет около 1 мА, но при 125°С достигает порядка 100 мА (это не опечатка!).
ST Microelectronics, как один из лидер ов в силовой электронике, предлагает, пожалуй, самую широкую в индустрии гамму диодов Шоттки на токи от 0,5 до 200 А, оптимизированных по соотношению статических и динамических потерь.
Обратим к примеру, внимание на серию ULVF. STPS50U100C — сдвоенный (25+25 А) 100 В диод в корпусе ТО-220, обладающий одновременно низким прямым падением напряжения (
600 мВ при 15 А/диод) и умеренными как токами утечки (
10 мА при 125°С), так и емкостью перехода (
1500 пФ при 10 В, с резким снижением выше 20 В, до 300 пФ на 100 В). Потери переключения каждого такого диода на частоте 100 кГц составляют десятые доли ватта, на частоте 500 кГц — единицы ватт.
Далее, для популярных в настоящее время максимально компактных применений ST выпускает серию 15/30 А диодов в корпусе для поверхностного монтажа Power Flat (PQFN8) — его высота чуть больше 1 мм, размер в плане — 5х6 мм. Это STPS15L30CDJF (7,5+7,5 А), STPS3045DJF, STPS30M100DJF, STPS30U100DJF, STPS30120DJF, STPS30170DJF. Эти диоды рассчитаны на использование в печатных платах с малым тепловым сопротивлением, например, на металлическом основании.
Для сильноточных применений ST производит самые мощные диоды Шоттки из имеющихся в корпусах TO-220 (STPS40M100CT, STPS40120CT, STPS50U100C, STPS60H100CT, STPS60150CT, STPS60170CT, STPS61L45CT, STPS61L60CT) и TO-247/MAX247 (STPS61H100CW, STPS80L60CW, STPS80H100CY, STPS80150CY, STPS80170CY). Наличие столь мощных диодов в стандартных широко распространенных корпусах позволяет упростить и удешевить конструкцию устройств с их применением.
Для приложений, требующих еще больших токов, ST выпускает сдвоенные диоды в изолированном корпусе ISOTOP/ISOT4D (SOT227) — STPS80H100TV, STPS120L15TV, STPS12045TV, STPS160H100TV, STPS24045TV, STPS200170TV (ток до 100…120 А на диод, напряжение 15…170 В).
Другой край ассортимента — диоды, оптимизированные для маломощных применений, такие как STPS0520Z (0,5 А, 20 В) — емкость
320…350 мВ при 0,5 А, ток утечки
80 мкА при температуре перехода 30°С и
5 мА при 100°С. Такие диоды, благодаря малым емкостям и умеренным утечкам — очень полезный компонент для самых распространенных относительно маломощных преобразователей. Малые емкости позволяют поднять рабочую частоту без ущерба для КПД. Аналогичную область применения имеют диоды BAT30, TMBAT49, TMBYV10-40, TMBYV10-60, BAT20, BAT60.
Естественно, кроме этих «марочных» продуктов, ST выпускает аналоги популярных стандартных продуктов, от BAT30-0X, BAT41, BAT42, TMBAT49, TMBYV10-40, TMBYV10-60, BAT60, 1N5817-1N5819, 1N5821-1N5822, до MBR20100 (STPS20S100C).
Весьма существенной особенностью большинства диодов Шоттки от ST является подробное нормирование динамических тепловых параметров и работы в режиме лавинного пробоя (абсорбции выбросов перенапряжений, возникающих, к примеру, на индуктивностях монтажа). Это позволяет использовать диоды с меньшим допустимым обратным напряжением, получая выигрыш либо в виде снижения потерь (за счет меньших VF и/или Cд), либо снижения стоимости комплектующих. Экономия на стоимости диодов возможна благодаря тому, что вместо диодов с большим максимальным напряжением часто можно выбрать диод, рассчитанный на меньшее максимальное напряжение и максимальный ток, но обеспечивающий при данном рабочем токе то же значение потерь и VF, что и более высоковольтный, рассчитанный на больший ток. В результате получается, что можно либо снизить потери в выпрямителях примерно на 20…25%, либо на примерно такую же величину снизить стоимость используемых диодов.
Однако автор хотел бы предостеречь от распространенной ошибки — попытки использования диодов Шоттки «на пределе» по току, особенно в схемах с «жестким» переключением токов. Во-первых, это крайне нежелательно с точки зрения динамических потерь, поскольку при больших токах (соответствующих падениям напряжения более 0,6…0,9 В в зависимости от типа диода) в структуре диодов Шоттки начинает работать параллельно включенный p-n переходный «охранный» диод. В первую очередь это проявляется появлением накопления заряда выключения, что может вызывать большие импульсные токи/напряжения.
Во-вторых, нужно помнить, что нагрев диодов Шоттки почти не влияет на прямое падение напряжения при больших токах, но вызывает резкий рост токов утечек. Последнее опасно проявлением эффекта саморазогрева обратными токами. Увеличение размера радиатора, необходимое для предотвращения этого риска, часто в итоге обходится дороже, чем использование диодов на больший ток, имеющих меньшие статические потери. Нормирование лавинных характеристик у диодов ST в этом отношении оказывается весьма кстати, поскольку позволяет обойтись диодами на минимальное обратное напряжение (и соответственно, как более дешевыми, так и имеющими меньшее VF).
В заключение стоит сказать, что номенклатура быстродействующих выпрямительных диодов, производимых ST, не ограничивается диодами Шоттки. ST производит большое число Ultrafast-диодов (trr
50…80 нс), в том числе высоковольтных (на напряжения до 1200 В) и токи до 60 А/диод, 120 А на корпус (серия STTH). В ряде случаев их применение обеспечивает еще меньшие динамические потери, чем у диодов Шоттки (за счет меньших емкостей переходов), см. например структуру PFC, описанную в US pat.№ 6987379.
Естественно, в производственной программе ST есть и большое число «малосигнальных» диодов Шотки, таких как BAS70-0X, BAR18, TMM6263, TMMBAT41…43, TMMBAT46, TMMBAT48, BAT54.
Стоит также отметить, что многие изготовители до сих пор считают излишним предоставлять SPICE-модели своих диодов. У ST их можно получить на сайте. Качество этих моделей, конечно, не идеальное, но они вполне пригодны для оценочных расчетов с «инженерной точностью», т.е. с погрешностями не более 10…20%.
Примечания к таблицам
1. Величины прямых падений напряжения даны для температуры перехода 25°С, максимальные значения (типовые — на 50…80 мВ меньше), с указанием тока в амперах. ТКН прямых напряжений при малых токах всегда отрицателен, но при больших токах — часто может становиться положительным, особенно для диодов с UR > 40…60 В.
2. Величины обратных токов (IR) даны типовые, в миллиамперах.
3. IFSM — величина однократного ударного тока в виде одного полупериода частоты 50 Гц, амплитудное значение.
4. Емкость диода — величина нелинейная, здесь дана в пикофарадах при обратном напряжении 4 В. Позволяет оценить порядок динамических потерь переключения (точнее, заряда переключения) в большинстве схем применения.
5. «ВАХ» — условный параметр. Качественно описывает поведение диода при больших токах. «R» — резистивный характер, «R+» — резистивный с заметным положительным ТКН, «D» — «диодный» (сильно выражено влияние параллельного p-n переходного диода), «D-» — диодный с выраженным отрицательным ТКН, «DёR» — нечто среднее.
6. Звездочкой («*») отмечены сдвоенные диоды.
Литература
1. «Идеальные диоды» от компании STMicroelectronics — Джафер Меджахед, Дмитрий Цветков/Новости электроники, 2009, №14, c.23-25.