Меню

Диоды с малым падением напряжения отечественные

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 лидеров по выпуску высококачественных диодов Шоттки является компания ST Microelecronics (далее — ST), входящая в десятку лидеров 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)

Читайте также:  Средства защиты от поражения током напряжением свыше 1000 в
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)

Читайте также:  Витамины при эмоциональном напряжении
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:

  • префикса STPS (ST Power Shottky);
  • первого числа, указывающего номинальный ток в амперах;
  • необязательного суффикса (например, H, L, M, S, SM, U), указывающего серию диодов: H — высоковольтные/высокотемпературные (Tj MAX= 150…175°C), L- с низким VF, U- Ultra Low VF (для относительно высоковольтных диодов);
  • второго числа- допустимого обратного напряжения в Вольтах;
  • необязательного буквенного обозначения схемы соединений: с общим катодом- C, одиночных в многовыводном корпусе- S;
  • буквенного обозначения типа корпуса: A- SMA, AF- SMA Flat, B- DPAK, D- DO-220, DJF- PQFN8, FP- TO-220 ISO, G- D2PAK, H- IPAK, R- I2PAK, S- SMC, T- TO-220, TV- ISOTOP (SOT-227), U- SMB, UF- SMB Flat, W- TO-247, Y- MAX-247, Z- SOD123.

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 лидеров 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 (

Читайте также:  Что называется эпюрами нормальных напряжений

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.

Источник

Adblock
detector