چرا دیودهای شاتکی معمولا در دستگاه های پزشکی استفاده می شود؟

1، افت ولتاژ رو به جلو کم: راندمان توان را بهبود می بخشد و از دست دادن گرما را کاهش می دهد
دیودهای شاتکی از اتصالات نیمه هادی فلزی (اتصالات MS) به جای اتصالات PN سنتی، با ارتفاع مانع تنها 0.15-0.45 ولت، بسیار کمتر از 0.7 ولت اتصالات PN سیلیکونی استفاده می کنند. این ویژگی در ابزار پزشکی دارای ارزش دوگانه است:

بهبود بهره وری توان: در مدار تبدیل توان تجهیزات پزشکی، دیودهای شاتکی به عنوان عناصر یکسو کننده می توانند تلفات هدایت را به میزان قابل توجهی کاهش دهند. به عنوان مثال، در مدار شارژ یک دفیبریلاتور، استفاده از دیودهای SS14 Schottky (1A/40V) می تواند راندمان یکسوسازی را به بیش از 92 درصد افزایش دهد که 7 درصد بیشتر از راندمان 85 درصدی دیودهای بازیابی سریع سنتی (FRDs) است.
بهینه سازی مدیریت حرارتی: مشخصه افت فشار پایین به طور مستقیم تولید گرما را کاهش می دهد. با در نظر گرفتن یک پروب سونوگرافی قابل حمل، پس از استفاده از دیود شاتکی ESD5D150TA (جریان نشتی 5V/0.1μA)، دمای داخلی پروب در مقایسه با استفاده از دیود اتصال PN به میزان 3-5 درجه کاهش می‌یابد و به طور موثر عمر دستگاه را افزایش می‌دهد و راحتی بیمار را بهبود می‌بخشد.
2، سرعت سوئیچینگ فوق العاده سریع: مناسب برای برنامه های-فرکانس بالا، تضمین یکپارچگی سیگنال
دیودهای شاتکی هیچ اثر ذخیره سازی حامل اقلیت ندارند و زمان بازیابی معکوس (trr) به کمتر از 1ns دارند، که در مدارهای فرکانس بالا{1} ابزار پزشکی بسیار مهم است.

پردازش سیگنال RF: در دستگاه های اینترنت اشیا پزشکی 5G، دیود 1N5711 Schottky (فرکانس کاری تا 6 گیگاهرتز) در مدار اختلاط استفاده می شود و ویژگی های سوئیچینگ سریع آن می تواند از اعوجاج سیگنال جلوگیری کند. برای مثال، در یک سیستم ربات جراحی از راه دور، دستگاه تضمین می‌کند که-تأخیر زمانی انتقال واقعی سیگنال‌های ویدیویی با کیفیت{6}} کمتر از 10 میلی‌ثانیه است.
کاربرد توان پالس: در تقویت‌کننده‌های میدان مغناطیسی گرادیان برای تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI)، ماژول MBR30200PT Schottky (30A/200V) در فرکانس سوئیچینگ 20 کیلوهرتز کار می‌کند. trr آن است<5ns characteristic prevents voltage spikes and protects multi million dollar magnet systems.
3، جریان نشتی معکوس کم: مطابق با استانداردهای ایمنی پزشکی است
کنترل جریان نشتی در تجهیزات پزشکی بسیار سخت‌گیرانه است و استاندارد IEC 60601-1 تصریح می‌کند که مولفه DC جریان نشتی بیمار نباید از 10 μ A تجاوز کند. دیودهای شاتکی این نیاز را از طریق طراحی زیر برآورده می‌کنند:

نوآوری در مواد: دیودهای ESD درجه پزشکی (مانند ESD3V3E0017LA) با استفاده از فناوری غیرفعال سازی نیترید سیلیکون، پس از 1000 ساعت آزمایش در یک محیط RH 85 درجه / 85 درصد، افزایش جریان نشتی معکوس تنها 0.03 μA را نشان دادند که بسیار کمتر از حد استاندارد است.
بهینه سازی ساختاری: فرآیند جداسازی چاه عمیق، ضریب دمای جریان نشتی دستگاه را در شرایط بایاس معکوس در 125 درجه به 1.5٪ در درجه کاهش می دهد، که به طور قابل توجهی در مقایسه با فرآیند سنتی 5٪ / درجه بهبود می یابد. این ویژگی در تجهیزات چاقوی الکتریکی مورد استفاده در اتاق عمل بسیار مهم است، زیرا می تواند از خطر ریزشوک الکتریکی بیمار ناشی از جریان نشتی جلوگیری کند.
4، چگالی جریان بالا: دستیابی به کوچک سازی تجهیزات
ناحیه تخلیه دیودهای شاتکی را می توان نادیده گرفت و چگالی جریان رسانایی در واحد سطح می تواند به 1000A/cm² برسد. این ویژگی دارای ارزش استراتژیک در طراحی فشرده تجهیزات پزشکی است:

دستگاه قابل حمل: در ماژول برق اندازه‌گیری قند خون، دیود SS56 Schottky (5A/60V) در بسته‌بندی 3mm × 3mm برای دستیابی به تصحیح فرکانس بالا{6}20 کیلوهرتز بسته‌بندی می‌شود، که اندازه را تا 60 درصد در مقایسه با راه‌حل‌های سنتی کاهش می‌دهد و به طراحی دستگاه کمک می‌کند تا به یک پاکت دست یابد.
پوشیدنی پزشکی: ماژول مانیتورینگ ECG دستبند هوشمند از لوله PMEG3050EP Schottky (3A/30V) با خازن اتصال 0.5pF استفاده می کند که ویژگی های نویز کم را حتی در پهنای باند سیگنال 10 مگاهرتز حفظ می کند و اطمینان حاصل می کند که صحت سیگنال ECG مطابق با استانداردهای پزشکی است.
5، سازگاری محیطی شدید: اطمینان از قابلیت اطمینان تجهیزات
دستگاه‌های پزشکی اغلب با محیط‌های استفاده پیچیده مواجه می‌شوند و دیودهای شاتکی از طریق ارتقاء مواد و نوآوری‌های فرآیند به قابلیت اطمینان بالایی دست می‌یابند.

قابلیت دمای گسترده: دیودهای شاتکی کاربید سیلیکون (SiC) (مانند C6D10065A) می توانند به طور پایدار در محدوده -55 درجه تا 175 درجه کار کنند و نیازهای تجهیزات ایستگاه های پزشکی تحقیقات علمی قطب شمال را برآورده کنند. در ماژول تسلا مدل 3 در ماژول اورژانس پزشکی خودرو، دستگاه از شارژ و دشارژ دو طرفه 11 کیلو وات با کاهش عملکرد پشتیبانی می کند.<3% at a junction temperature of 175 ℃.
ویژگی‌های ضد تشعشع: برای تجهیزات پزشکی هوافضا، دیود شاتکی ضد تشعشع RHFL4913S می‌تواند نوسان خروجی 28 ولتی 0.5 ± را در محیط تابش فضا (دز کل تا 100 کراد) حفظ کند، و اطمینان طولانی‌مدت سیستم نظارت بر سلامت ایستگاه فضایی بین‌المللی anaut را تضمین می‌کند.
6، تجزیه و تحلیل مورد برنامه کاربردی معمولی
تجهیزات اولتراسوند Lumify فیلیپس: با استفاده از لوله SS14 Schottky برای دستیابی به یکسوسازی کارآمد 5V/2A، با افزایش دما<15 ℃. Its 0.55V forward voltage drop extends the device's battery life by 20%, while passing the leakage current test certified by IEC 60601-1.
سیستم کنترل پزشکی زیمنس S7-1500 PLC: مدار ورودی از لوله شاتکی دوبل BAT54S استفاده می کند که جریان معکوس 24 ولت DC را مسدود می کند و زمان پاسخگویی کمتر از 5 ثانیه دارد. این طراحی به دقت کنترل حرکت 0.01 ± برای ربات های پزشکی دست می یابد که نیازهای عملیاتی ربات های جراحی را برآورده می کند.
Huawei Intelligent Photovoltaic Optimizer: Using SiC Schottky (C3D10060A), the efficiency is>99% در ورودی 150 ولت و جریان نشتی معکوس در شب است<10 μ A. This device reduces the self power consumption of medical backup power systems by 80% and enhances disaster emergency response capabilities.