Schottkyho dioda: co to je a co je na ní zvláštní

El schottkyho dioda je další z Elektronické komponenty nejzajímavější pro elektronické projekty. Velmi zvláštní typ diody, která má některé zvláštnosti, díky kterým je jedinečná a praktická pro určité aplikace. Vzhledem ke svým vysokým rychlostem přepínání je také široce používán v TTL logických integrovaných obvodech.

V této příručce budete vědět, co to je Schottkyho dioda, kdo ji vynalezl, její vlastnosti, aplikace, kde ji můžete koupit atd.

Co je to dioda?

Un polovodičová dioda Jedná se o elektronickou součástku se 2 svorkami, která umožňuje cirkulaci elektrického proudu přes ni, ale pouze v jednom směru a blokuje průchod do druhého. Díky těmto vlastnostem jsou velmi užitečné pro různé aplikace, jako jsou napájecí zdroje. Dá se použít i pro ovládání.

Tam různé typy diod, jako například:

• Lavinová dioda nebo TVS, které vedou v opačném směru, když zpětné napětí překročí průrazné napětí.
• LED dioda, schopné vyzařovat světlo různých barev v závislosti na složení. K tomu dochází, když nosiče náboje projdou křižovatkou a emitují fotony.
• dioda s tunelovým efektem nebo Esaki, který umožňuje zesilovat signály a pracovat při velmi vysokých rychlostech. Mohou být použity v prostředí s velmi nízkými teplotami, vysokými magnetickými poli a vysokým zářením kvůli vysoké koncentraci náboje.
• Gunnova dioda, podobné těm tunelovým a které vytvářejí negativní odpor.
• laserová dioda, podobně jako LED, ale může vyzařovat laserový paprsek.
• tepelná dioda, může sloužit jako teplotní senzor, protože v závislosti na něm se napětí mění.
• Fotodiody, připojené k optickým nosičům náboje, tedy citlivé na světlo. Mohou být také použity jako světelné senzory.
• PIN dioda, je jako normální křižovatka, ale s centrální částí bez dopantu. Tedy vnitřní vrstva mezi P a N. Používají se jako vysokofrekvenční spínače, atenuátory nebo detektory ionizujícího záření.
• Schottkyho dioda, tato dioda je ta, která nás pro tento článek zajímá, je to kontaktní kovová dioda, která má mnohem nižší průrazné napětí než PN.
• stabistor nebo propustná referenční dioda, schopná být extrémně stabilní v propustném napětí.
• Varikap, dioda s proměnnou kapacitou.

Co je to Schottkyho dioda?

El Schottkyho dioda byla pojmenována podle německého fyzika Waltera Hermanna Schottkyho., protože vytváří Schottkyho bariéru (kov-polovodič nebo MS přechod) namísto použití konvenčního polovodičového přechodu. Z toho důvodu ji na některých místech najdete pod názvem Schottkyho bariérová dioda nebo povrchová bariérová dioda.

Díky tomuto spojení má tato dioda a nižší úbytek napětí v propustném směru než u PN diodya lze je použít v aplikacích s vysokofrekvenčním (RF) a vysokorychlostním přepínáním. Dalším rozdílem oproti křemíkové PN přechodové diodě je také to, že má typické propustné napětí 0.6 až 0.75 V, zatímco Schottkyho dioda je 0.15 až 0.45 V. Nižší potřeba napětí je důvodem, proč se přepínají rychleji.

Návrat k tématu svazu MSkovem je obvykle wolfram, chrom, platina, molybden, některé silicidy (velmi běžné, protože jsou levné, hojné a mají dobrou vodivost), nebo také zlato, přičemž polovodičem je obvykle dopovaný křemík typu N, i když existují i ​​jiné sloučeniny polovodiče. Kovová strana je anoda, zatímco polovodičová strana odpovídá katodě.

Schottkyho dioda chybí vrstva vyčerpánía je klasifikován jako unipolární polovodičové zařízení, spíše než jako bipolární PN. Proud bude také výsledkem toho, že většinové nosiče (elektrony) procházejí diodou, a protože zde není žádná P-zóna, nejsou zde žádné menšinové nosiče (díry), a při zpětném předpětí se vedení diody téměř okamžitě zastaví. škrcení toku proudu.

Provoz Schottkyho diody

Týkající se Provoz Schottkyho diody, může působit několika způsoby v závislosti na polarizaci:

• není polarizovaná: Bez zkreslení se přechod MS (který je polovodičem typu N), elektrony ve vodivém pásmu nebo volné elektrony pohybují z polovodiče do kovu, aby vytvořily rovnovážný stav. Jak víte, když neutrální atom získá elektron, stane se negativním iontem, a když jej ztratí, stane se pozitivním iontem. To způsobí, že se z atomů kovu stanou záporné ionty a z atomů na polovodičové straně kladné ionty, které působí jako oblasti vyčerpání. Protože kov má mnoho volných elektronů, šířka, přes kterou se elektrony pohybují, je zanedbatelná ve srovnání s šířkou v zóně typu N. To má za následek, že vestavěný potenciál (napětí) je převážně v zóně N. napětí by bylo bariérou, na kterou narazí elektrony ve vodivém pásmu polovodiče při pokusu o přechod na kovovou stranu (z S do M proudí jen malý počet elektronů). K překonání této bariéry potřebují volné elektrony energii větší, než je vestavěné napětí, jinak nebude proud.
• Přímá polarizace: Když je kladná svorka napájecího zdroje připojena ke kovové svorce (anodě) a záporná svorka k polovodiči typu N (katodě), je Schottkyho dioda předpětí. To generuje velké množství volných elektronů v M ​​a S, ale nemohou se křížit, pokud použité napětí nepřekročí 0.2 V, aby překonaly tuto bariéru (integrované napětí). To znamená, že proud teče.
• Reverzní polarizace: V tomto případě bude záporná svorka napájecího zdroje připojena ke kovové straně (anoda) a kladná svorka k polovodiči typu N (katoda). V takovém případě se šířka oblasti vyčerpání zvětší a tok proudu se přeruší. Ne všechen proud je však přerušen, protože dochází k malému toku svodového proudu v důsledku tepelně excitovaných elektronů v kovu. Pokud se zvýší zpětné předpětí, elektrický proud se bude postupně zvyšovat v důsledku oslabení bariéry. A pokud dosáhne určité hodnoty, dojde k náhlému zvýšení elektrického proudu, prolomení oblasti vyčerpání a trvalému poškození Schottkyho diody.

Výhody a nevýhody Schottkyho diody

Jako obvykle u jakéhokoli zařízení nebo systému máte vždy jeho výhody a nevýhody. V případě Schottkyho diody jsou to:

Výhody Schottkyho diody

• Nízká přechodová kapacita: V PN diodě je oblast vyčerpání tvořena uloženými náboji a je zde kapacita. U Schottkyho diody jsou tyto náboje zanedbatelné.
• Rychlá doba zpětné obnovy: je doba, za kterou dioda přejde ze ZAPNUTO (vodivé) do VYPNUTO (nevodivé), tj. rychlost spínání. To souvisí s výše uvedeným, protože aby přešel z jednoho stavu do druhého, musí být náboje uložené v oblasti vyčerpání vybity nebo odstraněny, protože jsou ve Schottkyho málo, přejdou z jedné fáze do druhé rychleji .
• vysoká proudová hustota: Dalším důsledkem výše uvedeného je, že k výrobě velkého proudu stačí malé napětí, protože zóna vyčerpání je téměř zanedbatelná.
• Nízký pokles dopředného napětí nebo nízké zapalovací napětí: Ve srovnání s běžnou PN přechodovou diodou je nízká, obvykle je 0.2 V až 0.3 V, zatímco PN jsou obvykle kolem 0.6 nebo 0.7 V. To znamená, že k vytvoření toku proudu je potřeba menší napětí.
• Vysoká účinnost: vzhledem k výše uvedenému, a to také znamená menší rozptyl tepla v obvodech s vysokým výkonem.
• Vhodné pro vysoké frekvence: Protože jsou rychlé, mohou dobře fungovat v RF aplikacích.
• Méně hluku: Schottkyho dioda produkuje méně nežádoucího šumu než konvenční diody.

Nevýhody Schottkyho diody

Ve srovnání s jinými bipolárními diodami má Schottkyho dioda pouze jednu znatelnou nevýhodu:

• Vysoký reverzní saturační proud: vytváří zpětný saturační proud větší než PN.

Rozdíly s PN přechodovou diodou

Pro více informací o tom, čím může Schottkyho dioda přispět k vašemu projektu, se můžete podívat na předchozí graf s křivkami PN křemíkových a GaAs diod a typu Schottky pro stejné polovodiče. Rozdíly nejpozoruhodnější jsou:

Možné aplikace Schottkyho diody

Schottkyho diody jsou velmi běžné v mnoha elektronických produktech. Jejich jedinečné vlastnosti a výhody oproti jiným diodám znamenají, že mají aplikace tak rozmanité jako:

• Pro RF obvody.
• jako usměrňovače výkonu.
• Pro velmi různorodé napájecí zdroje.
• V systémech se solárními panely je chrání před zpětným nabíjením baterií, ke kterým jsou obvykle připojeny.
• A mnohem více ...

A za tímto účelem mohou být prezentovány jak nezávisle, tak jako zabudované v IC.

kde koupit tyto diody

Pokud potřebujete Schottkyho diody pro své projekty nebo s nimi začít experimentovat a lépe jim porozumět, najdete je v různých specializovaných obchodech s elektronikou a také na Amazonu. Tady máš doporučení:

• Aktovka s 300 diodami různých typů: usměrňovače a Schottkyho.
• 20 Schottkyho diod 15SQ045
• 20 Schottkyho diod 1N5817