Subscription request:

podpiska@panor.ru

For all questions:

+7 495 274-22-22

UDK: 551.594.221

Fast-acting Schottky diodes and TVS diodes

Shulga R. N. Ph.D. in Technical Sciences, VIEI — Branch of FSUE "RFNC — VNIITF named after academician E. I. Zababakhin", Moscow

The characteristics and application areas of protective Schottky diodes and TVS diodes in microwave circuits are compared, and the use of the former is more complete and cheaper in all types of electronic devices, including ZUP, up to operating voltages less than 10 V. The use of suppressors based on TVS diodes and their chains has expanded the use of protective diodes for operating voltages up to 400 V and powers up to 15 kW, while maintaining compactness but increasing the cost of the devices.

Проблема защиты от импульсных перенапряжений (ИП) становится все более актуальной по мере миниатюризации микроэлектроники и расширения ее применения в РЗА и РЭА и других областях применения. Наряду с учетом воздействий ИП, предлагаемых стандартами ЭМС, разрядом молнии по рекомендациям МЭК 61000 следует учитывать еще более опасные воздействия воздушного ядерного взрыва и сверхширокополосного импульса (соответственно, ВЯВ и СШП). Указанные стандарты приведены в [1–5].

Специализированные УЗИП для защиты электрооборудования и электронных устройств должны обеспечивать быстродействие не более 10 нс, что совершенно недостаточно применительно к существующим средствам защиты в виде разрядников, варисторов и др.

Целью статьи является систематизация данных по применению самых быстродействующих приборов в виде диодов Шоттки [6,7] и TVS-диодов [8], которые ранее в [9–17] использовались для предыдущих публикаций.

У диодов Шоттки нет времени обратного восстановления. В обычном диоде с p-n-переходом есть область обеднения носителей заряда, поэтому электрическое поле правильной полярности в виде падения напряжения фактически переключает его из непроводящего состояния в проводящее. Если это поле убрать или подать в противоположной полярности, диод снова выключится, но диоды с p-n-переходом представляют переключатели, которые должны включаться и выключаться, и на это требуется время, которое называется временем восстановления.

Диоды Шоттки не состоят из двух полупроводниковых переходов, как p-nдиоды. Они представляют собой переход металл-полупроводник. Из-за довольно специфических квантовых эффектов переходы диодов Шоттки ведут себя как настоящие односторонние клапаны. Работа выхода представляет энергию, необходимую для «выталкивания» электрона из материала в вакуум, непосредственно прилегающий к материалу, является очень высокой для металлов, но очень низкой для полупроводников, соединенных друг с другом. По сути на границе металла и полупроводника образуется очень тонкая «вакуумная» зона обеднения, которую легко пересечь с помощью термоэлектронной эмиссии. Однако в металле работа выхода очень высокая, и для того, чтобы электроны покинули металл и попали в полупроводник, требуется слишком много энергии. В большинстве случаев электроны легко переходят из полупроводника в металл, но практически не переходят из металла в полупроводник.

For citation:
Shulga R. N., Fast-acting Schottky diodes and TVS diodes. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт №11 2025. 2025;11.
The full version of the article is available for subscribers of the journal
Article language:
Actions with selected: