STPS10L40 zamiennik – STPS10L45CT, 10TQ040, VBT1040C-M3, SBRT10U40SP, MBR1040CT – porównanie diod Schottky 40V/10A

Pytanie

STPS10L40 zamiennik

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Najbliższymi, powszechnie dostępnymi zamiennikami dla podwójnej diody Schottky STPS10L40 (40 V, 2 × 5 A, wspólna katoda, niski Vf) są: • STPS10L45CT/CG/CF (45 V, ten sam producent)
  • STPS20L40CT/CG/CF (40 V, 2 × 10 A, jeszcze niższy Vf)
  • 10TQ040 lub 10TQ045 (Infineon/IR)
  • VBT1040C-M3 (Vishay, TMBS)
  • SBRT10U40SP lub SBR10A40 (Diodes Inc., Super-Barrier)
  • MBR1040CT/MBR1045CT (onsemi/Vishay) – akceptowalne, ale z reguły wyższy Vf
• Dobierając zamiennik, zachowaj: VRRM ≥ 40 V, IF(AV) ≥ 2 × 5 A, niski Vf (< 0,5 V @ 5 A), identyczną konfigurację i obudowę (TO-220AB, TO-220FP, D²PAK/TO-263 itp.).

Szczegółowa analiza problemu

1. Parametry referencyjne STPS10L40

• Typ: podwójna dioda Schottky, wspólna katoda
• VRRM: 40 V (Low-Voltage line)
• IF(AV): 2 × 5 A (razem 10 A)
• Vf (typ./max.): 0,36 V / 0,43 V @ 125 °C, 5 A
• I_R (125 °C, 40 V): 1 mA (niski prąd wsteczny)
• I_FSM: 120 A (10 ms, sin)
• Obudowy: TO-220AB (CT), TO-220FPAB (CF), D²PAK/TO-263 (CG), PSMC-TO-277A (CSF)

2. Kryteria doboru zamiennika

1. Układ wyprowadzeń i konfiguracja diod (CC – Common Cathode / AC – pojedyncza)
2. Obsługiwane VRRM ≥ 40 V – większe napięcie jest bezpieczne, ale może podnieść Vf
3. IF(AV) ≥ 10 A całościowo (lub 2 × 5 A)
4. Niski Vf (≤ 0,45 V @ 5 A, 125 °C) – kluczowy dla sprawności SMPS
5. Thermal RθJA / RθJC i I_FSM ≥ 120 A (zakres udarów)
6. Zdolność do pracy w –65 … +150 °C, zgodność z RoHS/REACH

3. Ocena popularnych kandydatów

(Uwaga: propozycje MUR1660C, MBRF20200CT z niektórych źródeł online są diodami szybkimi/ultraszybkimi o znacznie wyższym spadku napięcia i należy je traktować jako ostateczność).

4. Obudowa a sufiks

• CT – TO-220AB, metalowy tył, wymaga izolatora lub radiatora
• CF – TO-220FPAB, plastikowa, izolowana; zamiennik w wersji CT wymaga podkładki izol.
• CG – D²PAK/TO-263; alternatywa: FCT, MB, TO-263AB
• CSF – PSMC (TO-277A SMD)

5. Wpływ Vf na sprawność

Strata mocy na pojedynczej diodzie:
\[ P{loss} = I{avg} \cdot V_f \]
Przy 5 A i różnicy 0,1 V (0,35 V vs 0,45 V) otrzymujemy 0,5 W/gałąź, czyli 1 W dla mostka CC. W konwerterach o małej powierzchni radiatora ma to znaczenie. Dlatego seria “L” (low Vf) jest preferowana, a zamiana na standardowy MBR1040CT zwiększy temperaturę.

6. Zamiana a EMC / dynamika

Diody Schottky praktycznie nie mają t_rr, ale większa pojemność C_j zamiennika (np. STPS20L40CT ≈ 600 pF vs 200 pF) może pogorszyć przełączanie MOSFET-a w przetwornicy >200 kHz. Sprawdź wrażliwe aplikacje (PFC, LLC).

Aktualne informacje i trendy

• Dostępność 40-45 V Schottky u głównych dystrybutorów (Digi-Key, Mouser) spadła od 2023 r.; ST i Vishay promują nowsze rodziny Trench-MOS/Super-Barrier (TMBS, eSBR, SBRT) o niższym Vf i mniejszym I_R.
• W zasilaczach >95 % sprawności projektanci coraz częściej przechodzą z klasycznych Schottky na synchroniczne MOSFET-owe prostowniki (ideal diode / SR controller).
• Na rynku motoryzacyjnym diody 40 V są zastępowane wersjami 60–100 V z uwagi na przepięcia w instalacji 12 V.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• “Low Vf” w STMicro oznacza inne procesy epitaksjalne, co zmniejsza barierę potencjału. Przy tej samej geometrii uzyskuje się I_R ≈ 1 mA, co jest 3-4× lepsze od standardowych MBR-ów.
• Diody Trench SBRT10U40SP korzystają z topologii rowkowej, dającej ~15 % niższe Vf przy podobnym I_R.
• Jeśli projekt jest złożony na PCB dwustronnym z D²PAK, STPS10L45CG jest „drop-in”.

Aspekty etyczne i prawne

• Powszechne są podróbki STPSxx serii; przed zakupem z nieautoryzowanych źródeł weryfikuj datakod, logo i lot-code.
• Wszystkie wymienione zamienniki są zgodne z RoHS i (w większości) REACH; wersje Automotive (AEC-Q101) dostępne w rodzinach Trench MOS (Vishay VTS).
• Utylizacja: diody zawierają Pb jedynie w spoiwie lutowniczym (max 0,1 %), co mieści się w zwolnieniach RoHS 7(a).

Praktyczne wskazówki

1. Zmierz realny prąd przewodzenia i temperaturę radiatora w aplikacji; niekiedy STPS20L40CT, mimo większej pojemności, znacząco obniży temperaturę układu.
2. Jeżeli obudowa nie jest krytyczna, wybierz wersję SMD (D²PAK) – mniejsza indukcyjność ścieżek, lepsze EMI.
3. Przy braku STPS… rozważ synchroniczny MOSFET + kontroler (np. TI UCC24610) – zwykle powyżej 20 W wyjdzie taniej i wydajniej.
4. Po montażu zamiennika wykonaj pomiary:
   • spadek napięcia na diodzie vs prąd,
   • temperatura złącza (termowizja),
   • overshoot na drenach MOSFET-ów (sonda ≤ 2 pF).

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Nie wszystkie sklepy podają pełne dane; MBR1045CT bywa sprzedawany jako “low drop”, choć w datasheet onsemi Vf(typ) = 0,55 V @ 10 A.
• W aplikacjach LLC 150–500 kHz pojemność złącza może zdecydować o przepływie prądu resorpcyjnego – wybór zamiennika należy wtedy poprzeć symulacją (Spice) i pomiarem.
• Wersja TO-220FP (izolowana) ma ~4 K/W więcej RθJC niż klasyczny metal-back – pamiętaj o radiatorze.

Sugestie dalszych badań

• Test diod Trench MOS vs klasyczne epitaksjalne Schottky w tej samej przetwornicy – wpływ na sprawność całego układu.
• Ocena opłacalności przejścia na synchroniczny prostownik dla mocy < 30 W (porównanie TCO).
• Charakterystyka starzeniowa I_R dla niskonapięciowych Schottky przy 150 °C (reliability study).

Krótkie podsumowanie

STPS10L40 to niskospadowa podwójna dioda Schottky 40 V/10 A. Najprostszymi zamiennikami są STPS10L45CT (ten sam producent, +5 V zapasu) i STPS20L40CT (dwukrotny prąd, niższe Vf). Równoważne parametry zapewniają 10TQ040, VBT1040C-M3 oraz nowsze Super-Barrier SBRT10U40SP. Unikaj ultrafastów typu MUR1660C – mają znacznie wyższy spadek napięcia. Przy doborze zwróć uwagę na konfigurację wspólnej katody, obudowę oraz Vf, bo to on decyduje o realnej sprawności i temperaturze urządzenia.