Schottky dioda: što je to i što je posebno u njoj

El šotki dioda je još jedan od Elektroničke komponente najzanimljivije za projekte elektronike. Vrlo posebna vrsta diode koja ima neke posebnosti koje je čine jedinstvenom i praktičnom za određene primjene. S obzirom na svoje velike brzine prebacivanja, također se široko koristi u TTL logičkim IC-ovima.

U ovom vodiču ćete znam šta je to Schottky dioda, ko ju je izumio, njena svojstva, primjena, gdje se može kupiti, itd.

Šta je dioda?

Un poluvodička dioda To je elektronska komponenta sa 2 terminala koja omogućava cirkulaciju električne struje kroz nju, ali samo u jednom smjeru, blokirajući prolaz u drugi. Ova svojstva ih čine vrlo korisnim za različite primjene, kao što su napajanja. Može se koristiti i za kontrolu.

Postoje razne vrste dioda, kao što su:

• Lavina dioda ili TVS, koji provode u suprotnom smjeru kada obrnuti napon premašuje napon proboja.
• LED dioda, sposoban da emituje svetlost različitih boja u zavisnosti od kompozicije. Ovo se dešava kada nosioci naboja prođu spoj i emituju fotone.
• dioda s tunelskim efektom ili Esaki, koji omogućava pojačanje signala i rad pri vrlo velikim brzinama. Mogu se koristiti u okruženjima s vrlo niskim temperaturama, visokim magnetnim poljima i visokim zračenjem zbog visoke koncentracije naboja.
• Gunn dioda, slične onima kod tunela i koje proizvode negativan otpor.
• laserska dioda, slično LED-u, ali može emitovati laserski snop.
• termalna dioda, može poslužiti kao temperaturni senzor, jer ovisno o njemu napon varira.
• Photodiodes, pričvršćen za optičke nosače naboja, odnosno osjetljiv na svjetlost. Mogu se koristiti i kao svjetlosni senzori.
• PIN dioda, je poput normalnog spoja, ali sa središnjim dijelom bez dodatka. To jest, unutrašnji sloj između P i N. Koriste se kao visokofrekventni prekidači, atenuatori ili detektori jonizujućeg zračenja.
• Schottky dioda, ova dioda je ta koja nas zanima za ovaj članak, to je kontaktna metalna dioda koja ima mnogo niži probojni napon od PN.
• stabistor ili prednju referentnu diodu, sposobnu da bude izuzetno stabilna u prednjem naponu.
• varicap, dioda promjenjivog kapaciteta.

Šta je Šotkijeva dioda?

El Šotkijeva dioda je dobila ime po njemačkom fizičaru Walteru Hermannu Schottkyju., budući da stvara Schottky barijeru (metal-poluvodič ili MS spoj) umjesto korištenja konvencionalnog poluvodičkog spoja. Iz tog razloga, ponegdje ćete ga naći pod nazivom Schottky barijerna dioda ili površinska barijerna dioda.

Zahvaljujući tom spoju, ova dioda ima a manji pad napona naprijed od PN diode, i može se koristiti u aplikacijama za radio frekvenciju (RF) i brzo prebacivanje. Takođe, još jedna razlika u odnosu na silikonsku PN spojnu diodu je u tome što ona ima tipičan prednji napon od 0.6 do 0.75V, dok je Schottkyjeva 0.15 do 0.45V. Ta manja potreba za naponom je ono što ih čini bržim prebacivanjem.

Povratak temi sindikat MS, metal je obično volfram, hrom, platina, molibden, neki silicidi (veoma česti jer su jeftini, obilni i imaju dobru provodljivost), ili takođe zlato, dok je poluprovodnik najčešće N-tipa dopiranog silicijuma, mada ima i drugih jedinjenja poluprovodnika. Metalna strana je anoda, dok poluvodička strana odgovara katodi.

Šotkijeva dioda nedostaje sloj iscrpljenosti, i klasificira se kao unipolarni poluvodički uređaj, a ne kao bipolarni kao PN. Također, struja će biti rezultat kretanja većinskih nosilaca (elektrona) kroz diodu, a kako ne postoji P-zona, nema ni manjinskih nosilaca (rupa), a kada je obrnuto pristrasna, dioda će provodljivost skoro trenutno prestati, gušenje protoka struje.

Rad sa Schottky diodom

Što se tiče Rad sa Schottky diodom, može djelovati na nekoliko načina ovisno o polarizaciji:

• nije polarizovan: Bez pristrasnosti, MS spoj (koji je poluprovodnik N-tipa), elektroni provodnog pojasa ili slobodni elektroni kreću se od poluprovodnika do metala kako bi uspostavili ravnotežno stanje. Kao što znate, kada neutralni atom dobije elektron postaje negativan ion, a kada ga izgubi postaje pozitivan ion. To će uzrokovati da atomi metala postanu negativni ioni, a oni na strani poluvodiča pozitivni, djelujući kao područja iscrpljivanja. Pošto metal ima mnogo slobodnih elektrona, širina preko koje se elektroni kreću je zanemarljiva u poređenju sa širinom unutar zone tipa N. To rezultira da je ugrađeni potencijal (napon) uglavnom u N-zoni. napon bi bio barijera na koju nailaze elektroni u pojasu provodljivosti poluprovodnika kada pokušavaju da pređu na metalnu stranu (samo mali broj elektrona teče od S do M). Da bi prevladali ovu barijeru, slobodnim elektronima je potrebna energija veća od ugrađenog napona ili neće biti struje.
• Direktna polarizacija: Kada je pozitivni terminal izvora napajanja spojen na metalni terminal (anodu), a negativni terminal na poluvodič N-tipa (katodu), Schottky dioda je prednapredna. To generiše veliki broj slobodnih elektrona u M i S, ali oni ne mogu da pređu osim ako primenjeni napon ne pređe 0.2V, kako bi se prevazišla ta barijera (integrisani napon). To jest, struja teče.
• Obrnuta polarizacija: U ovom slučaju, negativni terminal napajanja će biti spojen na metalnu stranu (anoda), a pozitivni na poluvodič N-tipa (katoda). U tom slučaju širina područja iscrpljivanja se povećava i strujni tok se prekida. Ipak, nije sva struja prekinuta, jer postoji mali protok struje curenja zbog termički pobuđenih elektrona u metalu. Ako se napon obrnutog prednapona poveća, električna struja će se postepeno povećavati zbog slabljenja barijere. A ako dostigne određenu vrijednost, dolazi do naglog povećanja električne struje, razbijajući područje iscrpljivanja i trajno oštećujući Schottky diodu.

Prednosti i nedostaci Schottky diode

Kao i obično sa bilo kojim uređajem ili sistemom, uvijek imate njegove prednosti i nedostatke. U slučaju Schottky diode to su:

Prednosti Schottky diode

• Niska kapacitivnost spoja: U PN diodi područje iscrpljivanja formirano je pohranjenim nabojima i postoji kapacitivnost. U Schottky diodi ovi naboji su zanemarljivi.
• Brzo obrnuto vrijeme oporavka: je vrijeme koje diodi treba da prijeđe iz ON (provodnog) u OFF (neprovodno), odnosno brzina prebacivanja. Ovo je povezano sa gore navedenim, jer da bi prešao iz jednog stanja u drugo, naelektrisanja uskladištena u oblasti iscrpljivanja moraju biti ispražnjena ili eliminisana, pošto su niska u Schottkyju, brže će prelaziti iz jedne faze u drugu .
• visoka gustina struje: još jedna posljedica gore navedenog je da je mali napon dovoljan da proizvede veliku struju jer je zona iscrpljivanja gotovo zanemarljiva.
• Mali pad napona naprijed ili nizak napon paljenja: Niska je u poređenju sa uobičajenom PN spojnom diodom, obično je 0.2v do 0.3v, dok su PN obično oko 0.6 ili 0.7v. To jest, manje napona je potrebno za generiranje strujnog toka.
• Visoka efikasnost: u odnosu na gore navedeno, a to podrazumijeva i manje rasipanje topline u kolima velike snage.
• Pogodno za visoke frekvencije: Budući da su brzi, mogu dobro raditi u RF aplikacijama.
• Manje buke: Schottky dioda proizvodi manje neželjene buke od konvencionalnih dioda.

Nedostaci Schottky diode

U poređenju sa drugim bipolarnim diodama, Schottky dioda ima samo jedan uočljiv nedostatak:

• Visoka reverzna struja zasićenja: proizvodi obrnutu struju zasićenja veću od PN.

Razlike s diodom PN spoja

Za više informacija o tome što Schottky dioda može doprinijeti vašem projektu, možete vidjeti prethodni grafikon sa krivuljama PN silikonskih i GaAs dioda, te Schottkyjevim tipom za te iste poluvodiče. Razlike najistaknutiji su:

Moguće primjene Schottky diode

Schottky diode su vrlo česte u mnogim elektroničkim proizvodima. Njihova jedinstvena svojstva i prednosti u odnosu na druge diode znače da imaju različite aplikacije kao:

• Za RF kola.
• kao ispravljači snage.
• Za vrlo raznolika napajanja.
• U sistemima sa solarnim panelima za zaštitu od obrnutog punjenja baterija na koje se obično spajaju.
• I još mnogo toga ...

A za to se mogu predstaviti i nezavisno, kao ugrađen u IC.

gdje kupiti ove diode

Ako vam trebaju Schottky diode za svoje projekte ili da počnete eksperimentirati s njima i bolje ih razumjeti, možete ih pronaći u raznim specijaliziranim trgovinama elektronike, kao i na Amazonu. Evo ti neke preporuke:

• Torbica sa 300 dioda različitih tipova: ispravljači i Schottky.
• 20 Schottky dioda 15SQ045
• 20 Schottky dioda 1N5817