Schottky diodes دھات یا سیمی کنڈکٹر کے رابطے کی سطح پر ریورس وولٹیج کو روکنے کے لیے Schottky کا استعمال کرتے ہیں، تاکہ کرنٹ یک طرفہ طور پر چل سکے۔ روایتی ڈائیوڈ سے مختلف، Schottky اور PN جنکشن کی ساخت بہت مختلف ہے۔ فاسٹ ریکوری ڈائیوڈ، جیسا کہ نام سے ظاہر ہے، ایک سیمی کنڈکٹر ڈایڈڈ ہے جو ریورس ٹائم کو تیزی سے بازیافت کرسکتا ہے۔ یہ مقالہ ساخت اور کارکردگی کی خصوصیات کے پہلوؤں سے Schottky diode اور fast recovery diode کے درمیان فرق کو متعارف کرائے گا۔
Schottky diode
یہ Schottky خصوصیات کے ساتھ "میٹل سیمی کنڈکٹر جنکشن" کا ایک ڈایڈڈ ہے۔ اس کا فارورڈ اسٹارٹ وولٹیج کم ہے۔ ٹنگسٹن کے علاوہ، دھات کی تہہ سونے، مولبڈینم، نکل، ٹائٹینیم اور دیگر مواد سے بھی بن سکتی ہے۔ سیمی کنڈکٹر مواد سلکان یا گیلیم آرسنائیڈ ہے۔ اس قسم کا آلہ زیادہ تر کیریئرز کے ذریعے کنڈکٹیو ہوتا ہے، اس لیے اس کا ریورس سیچوریشن کرنٹ چند کیریئرز کے PN جنکشن کنڈکٹیو سے بہت بڑا ہوتا ہے۔ چونکہ Schottky diode میں اقلیتی کیریئرز کا سٹوریج اثر بہت چھوٹا ہے، اس کی فریکوئنسی رسپانس صرف RC ٹائم کنسٹنٹ سے محدود ہے، اس لیے یہ ہائی فریکوئنسی اور تیز سوئچنگ کے لیے ایک مثالی ڈیوائس ہے۔ اس کی کام کرنے کی فریکوئنسی 100GHz تک پہنچ سکتی ہے۔ اس کے علاوہ، MIS (میٹل انسولیٹر سیمی کنڈکٹر) Schottky diodes کو شمسی خلیات یا روشنی خارج کرنے والے diodes بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
ساختی اصول
خلاصہ یہ کہ Schottky rectifier کا ساختی اصول PN Junction Rectifier سے بہت مختلف ہے۔ پی این جنکشن ریکٹیفائر کو عام طور پر جنکشن ریکٹیفائر کہا جاتا ہے، جبکہ میٹل ہاف ٹیوب ریکٹیفائر کو شوٹکی ریکٹیفائر کہا جاتا ہے۔ حالیہ برسوں میں، سیلیکون پلانر ٹیکنالوجی سے تیار کردہ ایلومینیم سلکان شوٹکی ڈائیوڈز بھی تیار کیے گئے ہیں، جو نہ صرف قیمتی دھاتوں کو بچاتے ہیں، اخراجات کو بہت کم کرتے ہیں، بلکہ پیرامیٹرز کی مستقل مزاجی کو بھی بہتر بناتے ہیں۔
Schottky ریکٹیفائر چارج کی نقل و حمل کے لیے صرف ایک کیریئر (الیکٹران) کا استعمال کرتا ہے، اور ممکنہ رکاوٹ کے باہر اضافی اقلیتی کیریئرز کا کوئی ذخیرہ نہیں ہے۔ لہذا، چارج اسٹوریج کا کوئی مسئلہ نہیں ہے (qrr → 0)، اور سوئچنگ کی خصوصیات نمایاں طور پر بہتر ہوئی ہیں۔ ریورس ریکوری کا وقت 10ns سے کم کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، اس کی معکوس وولٹیج قدر نسبتاً کم ہے، عام طور پر 100V سے زیادہ نہیں۔ لہذا، کم وولٹیج اور زیادہ کرنٹ کے تحت کام کرنا موزوں ہے۔ کم وولٹیج اور بڑے کرنٹ رییکٹیفائینگ (یا فری وہیلنگ) سرکٹ کی کارکردگی کو کم وولٹیج ڈراپ کی خصوصیات کا استعمال کرکے بہتر بنایا جا سکتا ہے۔
فاسٹ ریکوری ڈائیوڈ
فاسٹ ریکوری ڈائیوڈس ڈایڈس کا حوالہ دیتے ہیں جن میں کم ریورس ریکوری ٹائم ہوتا ہے (5us سے نیچے)۔ اس عمل میں گولڈ ڈوپنگ کے اقدامات اپنائے جاتے ہیں۔ کچھ ڈھانچے PN جنکشن ڈھانچے کو اپناتے ہیں اور کچھ پن کی بہتر ساخت کو اپناتے ہیں۔ اس کا فارورڈ وولٹیج ڈراپ عام ڈائیوڈس (1-2v) سے زیادہ ہے، اور ریورس وولٹیج کا سامنا زیادہ تر 1200V سے کم ہے۔ کارکردگی کے لحاظ سے، اسے دو سطحوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: تیز ریکوری اور الٹرا فاسٹ ریکوری۔ پہلے کی ریورس ریکوری کا وقت سینکڑوں نینو سیکنڈز یا اس سے زیادہ ہے، جب کہ مؤخر الذکر 100 نینو سیکنڈ سے کم ہے۔
Schottky diode دھات اور سیمی کنڈکٹر کے درمیان رابطے سے بننے والی ممکنہ رکاوٹ پر مبنی ایک ڈایڈڈ ہے۔ اسے مختصراً Schottky diode کہا جاتا ہے۔ اس میں فارورڈ وولٹیج میں کمی ({{0}}۔4-1.0v)، ایک ریورس ریکوری ٹائم (0-10 نانو سیکنڈ)، ایک بڑا ریورس لیکیج کرنٹ اور کم برداشت کرنے والا وولٹیج، عام طور پر 150V سے کم۔ یہ بنیادی طور پر کم وولٹیج کے مواقع میں استعمال ہوتا ہے۔
Schottky diodes اور fast recovery diodes عام طور پر بجلی کی فراہمی کو تبدیل کرنے میں استعمال ہوتے ہیں۔ فرق یہ ہے کہ سابقہ کی وصولی کا وقت مؤخر الذکر کے مقابلے میں تقریباً 100 گنا کم ہے، اور سابقہ کی ریورس ریکوری کا وقت تقریباً کئی نینو سیکنڈز ہے۔ سابق میں کم بجلی کی کھپت، ہائی کرنٹ اور انتہائی تیز رفتار کے فوائد ہیں۔
تیز رفتار ریکوری ڈائیوڈ کے مینوفیکچرنگ کے عمل میں، گولڈ ڈوپنگ، سادہ بازی اور دیگر عمل کو اپنایا جاتا ہے، جو ہائی سوئچنگ اسپیڈ اور ہائی اسٹینڈ وولٹیج حاصل کر سکتے ہیں۔ فی الحال، تیزی سے ریکوری ڈائیوڈس بنیادی طور پر انورٹر پاور سپلائی میں اصلاحی عناصر کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔
بحالی کا وقت ریورس کریں۔
ریورس ریکوری ٹائم کیا ہے؟ جب بیرونی ڈایڈڈ کا وولٹیج آگے کی سمت سے معکوس سمت میں منتقل ہوتا ہے، تو آلے کے ذریعے بہنے والے کرنٹ کو عارضی طور پر فارورڈ کرنٹ سے ریورس کرنٹ میں تبدیل نہیں کیا جا سکتا۔ اس وقت، آگے کی سمت میں انجکشن والے اقلیتی کیریئرز (سوراخ) خلائی چارج والے علاقے کے مضبوط برقی میدان کے ذریعے نکالے جاتے ہیں۔ چونکہ ان سوراخوں کی کثافت بیس ریجن کے متوازن سوراخ کی کثافت سے زیادہ ہے، اس لیے ریورس بائیس لمحے، یعنی ریورس ریکوری کرنٹ IRM پر ریورس لیکیج کرنٹ سے بہت بڑا ریورس کرنٹ پیدا ہوگا۔ ایک ہی وقت میں، اتفاقی عمل میں اضافہ ان اضافی کیریئرز کی کثافت میں کمی کو بھی تیز کرتا ہے۔ جب تک کہ بیس ریجن میں جمع ہونے والے اضافی کیریئر مکمل طور پر غائب نہ ہو جائیں، ریورس کرنٹ کم ہو جاتا ہے اور ریورس لیکیج کرنٹ پر مستحکم ہو جاتا ہے۔ پورے عمل میں جو وقت لگتا ہے وہ ریورس ریکوری کا وقت ہے۔
ریورس ریکوری ٹائم TRR کو وقت کے وقفے کے طور پر بیان کیا جاتا ہے جس کے دوران کرنٹ صفر پوائنٹ سے آگے کی سمت سے مخصوص کم قیمت تک جاتا ہے۔ ہائی فریکوئنسی فری وہیلنگ اور ریکٹیفائر ڈیوائسز کی کارکردگی کی پیمائش کے لیے یہ ایک اہم تکنیکی اشاریہ ہے۔
فاسٹ ریکوری اور الٹرا فاسٹ ریکوری ڈائیوڈس کی ساخت کی خصوصیات
فاسٹ ریکوری ڈائیوڈ کی اندرونی ساخت عام ڈائیوڈ سے مختلف ہے۔ یہ پن سلیکون چپ بنانے کے لیے p-type اور n-type سلکان مواد کے درمیان بنیادی خطہ I کو جوڑتا ہے۔ چونکہ بیس ریجن بہت پتلا ہے اور ریورس ریکوری چارج بہت چھوٹا ہے، اس لیے نہ صرف TRR ویلیو بہت کم ہو گئی ہے، بلکہ عارضی فارورڈ وولٹیج ڈراپ بھی کم ہو گیا ہے، تاکہ ٹیوب زیادہ ریورس ورکنگ وولٹیج کو برداشت کر سکے۔ فاسٹ ریکوری ڈائیوڈ کا ریورس ریکوری ٹائم عام طور پر کئی سو نینو سیکنڈز ہے، فارورڈ وولٹیج ڈراپ تقریباً 0.6V ہے، فارورڈ کرنٹ کئی ایمپیئر سے کئی ہزار ایمپیئرز تک ہے، اور ریورس چوٹی وولٹیج کئی سو سے کئی ہزار وولٹ. الٹرا فاسٹ ریکوری ڈائیوڈ کے ریورس ریکوری چارج کو مزید کم کر دیا گیا ہے، جس سے اس کا TRR کئی دسیوں نینو سیکنڈز تک کم ہو گیا ہے۔
20A سے نیچے زیادہ تر تیز ریکوری اور الٹرا فاسٹ ریکوری ڈیوڈس TO-220 پیکیج کی شکل میں ہیں۔ اندرونی ساخت کے نقطہ نظر سے، اسے واحد پائپ اور مخالف پائپ (جسے ڈبل پائپ بھی کہا جاتا ہے) میں تقسیم کیا جاسکتا ہے۔ ٹیوبوں کے جوڑے کے اندر دو تیز ریکوری ڈایڈس ہیں۔ دو ڈایڈس کے کنکشن کے مختلف طریقوں کے مطابق، عام کیتھوڈ ٹو ٹیوب اور عام اینوڈ ٹو ٹیوب کی دو قسمیں ہیں۔ دسیوں AMPs کے ساتھ تیز رفتار ریکوری ڈائیوڈس کو عام طور پر-3پی دھاتی کیس میں پیک کیا جاتا ہے۔ بڑی صلاحیت والی ٹیوبیں (کئی سو سے کئی ہزار اے) بولٹ کی قسم یا پلیٹ کی قسم کی شکل میں پیک کی جاتی ہیں۔
ٹیسٹ کا طریقہ کار
معمول کے ٹیسٹ کا طریقہ
شوقیہ حالات میں، ملٹی میٹر فاسٹ ریکوری اور الٹرا فاسٹ ریکوری ڈائیوڈس کی یک طرفہ چالکتا کا پتہ لگا سکتا ہے، نیز یہ بھی کہ آیا اندر اوپن سرکٹ اور شارٹ سرکٹ کی خرابیاں ہیں، اور فارورڈ کنڈکشن وولٹیج ڈراپ کی پیمائش کر سکتا ہے۔ اگر میگر سے لیس ہو تو یہ ریورس بریک ڈاؤن وولٹیج کی پیمائش بھی کر سکتا ہے۔
مثال: الٹرا فاسٹ ریکوری ڈائیوڈ کی پیمائش کریں، اور اس کے اہم پیرامیٹرز ہیں: TRR=35ns، if=5a، IFSM=50a، VRM=700V۔ ملٹی میٹر کو R × گیئر 1 میں، ریڈ فارورڈ ریزسٹنس 6.4l، n=19.5l ہے۔ ریورس مزاحمت لامحدود ہے. مزید، VF=0.03V حاصل کیا جاتا ہے/ × 19۔{12}}.585V۔ ثابت کریں کہ پائپ اچھا ہے۔
توجہ طلب امور:
کچھ سنگل ٹیوبوں میں کل تین پن ہوتے ہیں، اور درمیانی پن ایک خالی پن ہوتی ہے، جو عام طور پر فیکٹری سے نکلتے وقت کاٹ دی جاتی ہے، لیکن کچھ کاٹی نہیں جاتی ہیں۔
اگر پائپوں میں سے ایک کو نقصان پہنچا ہے، تو اسے ایک پائپ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔
R کا استعمال ضروری ہے جب تھرو پریشر ڈراپ × 1st گیئر کی پیمائش کریں۔ اگر R × 1K گیئر پر استعمال کیا جاتا ہے، کیونکہ ٹیسٹ کرنٹ بہت چھوٹا ہے، جو کہ پائپ کے عام ورکنگ کرنٹ سے بہت کم ہے، ناپی گئی VF قدر نمایاں طور پر کم ہوگی۔ اوپر کی مثال میں، اگر R کو منتخب کیا جاتا ہے × 1K گیئر پر ماپا جاتا ہے، تو آگے کی مزاحمت 2.2k کے برابر ہے، اور اس وقت، n=9 گرڈ۔ حساب شدہ VF قدر صرف 0.27v ہے، جو کہ عام قدر (0.6V) سے بہت کم ہے؛
فاسٹ ریکوری ڈائیوڈ کا ریکوری ٹائم ہے 200-500ns;
الٹرا فاسٹ ڈایڈڈ کی بازیابی کا وقت ہے 30-100ns;
Schottky diode کی بازیابی کا وقت تقریباً 10ns ہے۔
مزید یہ کہ ان کا فارورڈ آن وولٹیج بھی مختلف ہے۔ Schottky <تیز بحالی="" <="" اعلی="">