Schottky diode: hvad er det, og hvad er specielt ved det

El schottky diode er en anden af Elektroniske komponenter mest interessant for elektronikprojekter. En meget speciel type diode, der har nogle ejendommeligheder, der gør den unik og praktisk til visse applikationer. På grund af dens høje koblingshastigheder er den også meget brugt i TTL logiske IC'er.

I denne vejledning vil du ved hvad det er Schottky-dioden, hvem opfandt den, dens egenskaber, applikationer, hvor du kan købe den osv.

Hvad er en diode?

Un halvleder diode Det er en elektronisk komponent med 2 terminaler, der tillader cirkulation af elektrisk strøm gennem den, men kun i én retning, hvilket blokerer passagen til den anden. Disse egenskaber gør dem meget nyttige til forskellige applikationer, såsom strømforsyninger. Den kan også bruges til kontrol.

Der forskellige typer dioder, såsom:

• Lavinediode eller TVS, som leder i den modsatte retning, når omvendt spænding overstiger gennemslagsspændingen.
• LED diode, i stand til at udsende lys af forskellige farver afhængigt af sammensætningen. Dette sker, når ladningsbærere passerer krydset og udsender fotoner.
• tunnel effekt diode eller Esaki, der gør det muligt at forstærke signaler og arbejde ved meget høje hastigheder. De kan bruges i miljøer med meget lave temperaturer, høje magnetiske felter og høj stråling på grund af høj ladningskoncentration.
• Gunn diode, svarende til dem i tunnelen, og som producerer en negativ modstand.
• laser diode, ligner LED, men kan udsende en laserstråle.
• termisk diode, kan tjene som en temperatursensor, da spændingen varierer afhængigt af den.
• Fotodioder, knyttet til optiske ladningsbærere, det vil sige følsomme over for lys. De kan også bruges som lyssensorer.
• PIN-diode, er som et normalt kryds, men med en central sektion uden dopingmiddel. Det vil sige et iboende lag mellem P og N. De bruges som højfrekvenskontakter, dæmpere eller ioniserende strålingsdetektorer.
• Schottky -diode, denne diode er den, der interesserer os for denne artikel, det er en kontaktmetaldiode, der har en meget lavere gennembrudsspænding end PN.
• stabistor eller fremadrettet referencediode, der er i stand til at være ekstremt stabil i fremadspænding.
• varicap, en variabel kapacitans diode.

Hvad er en Schottky-diode?

El Schottky diode blev opkaldt efter den tyske fysiker Walter Hermann Schottky., da det skaber en Schottky-barriere (metal-halvleder eller MS-junction) i stedet for at bruge en konventionel halvleder-junction. Af den grund finder man den nogle steder under navnet Schottky barrierediode eller overfladebarrierediode.

Takket være den forening har denne diode en lavere fremadgående spændingsfald end PN-diode, og kan bruges i radiofrekvens (RF) og højhastighedsskifteapplikationer. En anden forskel med silicium PN junction diode er, at den har en typisk fremadspænding på 0.6 til 0.75V, mens Schottky er 0.15 til 0.45V. Det lavere behov for spænding er det, der får dem til at skifte hurtigere.

Vender tilbage til emnet MS fagforeningen, metallet er normalt wolfram, krom, platin, molybdæn, nogle silicider (meget almindelige, fordi de er billige, rigelige og har god ledningsevne), eller også guld, mens halvlederen normalt er N-type dopet silicium, selvom der også er andre sammensatte halvledere. Den metalliske side er anoden, mens halvledersiden svarer til katoden.

Schottky-dioden mangler udtømningslag, og er klassificeret som en unipolær halvlederenhed snarere end bipolær som PN'er. Strømmen vil også være resultatet af, at majoritetsbærere (elektroner) driver gennem dioden, og da der ikke er nogen P-zone, er der ingen minoritetsbærere (huller), og når den er omvendt forspændt, vil diodens ledninger stoppe næsten øjeblikkeligt, dæmper strømstrømmen.

Schottky diode drift

Med hensyn til Schottky diode drift, kan virke på flere måder afhængigt af polariseringen:

• ikke polariseret: Uden bias bevæger MS-forbindelsen (der er N-type-halvlederen), ledningsbåndets elektroner eller frie elektroner fra halvlederen til metallet for at etablere en ligevægtstilstand. Som du ved, når et neutralt atom får en elektron, bliver det en negativ ion, og når det mister det, bliver det en positiv ion. Det vil få metalatomerne til at blive negative ioner og dem på halvledersiden til positive, der fungerer som udtømningsområder. Da metallet har mange frie elektroner, er bredden, som elektronerne bevæger sig over, ubetydelig sammenlignet med bredden inden for N-type zonen. Dette resulterer i, at det indbyggede potentiale (spænding) hovedsageligt er i N-zonen. spænding ville være den barriere, som elektroner støder på i halvlederens ledningsbånd, når de forsøger at passere til metalsiden (kun et lille antal elektroner strømmer fra S til M). For at overvinde denne barriere har de frie elektroner brug for en energi, der er større end den indbyggede spænding, ellers vil der ikke være nogen strøm.
• Direkte polarisering: Når den positive terminal på strømkilden er forbundet til metalterminalen (anode) og den negative terminal til N-type-halvlederen (katode), er Schottky-dioden fremadrettet. Det genererer et stort antal frie elektroner i M og S, men de kan ikke krydse, medmindre den påførte spænding overstiger 0.2v, for at overvinde den barriere (integreret spænding). Det vil sige, at strømmen løber.
• Omvendt polarisering: I dette tilfælde vil den negative terminal på strømforsyningen være forbundet til metalsiden (anode), og den positive til N-type halvlederen (katode). I så fald øges udtømningsområdets bredde, og strømmen afbrydes. Ikke al strøm afbrydes dog, da der er en lille lækstrøm på grund af termisk exciterede elektroner i metallet. Hvis den omvendte forspænding øges, vil den elektriske strøm gradvist stige på grund af svækkelsen af ​​barrieren. Og hvis den når en vis værdi, sker der en pludselig stigning i elektrisk strøm, der bryder udtømningsområdet og beskadiger Schottky-dioden permanent.

Fordele og ulemper ved Schottky-dioden

Som sædvanligt med enhver enhed eller system, har du altid gjort det dens fordele og ulemper. I tilfældet med Schottky-dioden er de:

Schottky Diode Fordele

• Lav krydskapacitans: I en PN-diode dannes udtømningsområdet af lagrede ladninger, og der er en kapacitans. I Schottky-dioden er disse ladninger ubetydelige.
• Hurtig omvendt restitutionstid: er den tid, det tager dioden at gå fra ON (ledende) til OFF (ikke-ledende), det vil sige koblingshastigheden. Dette er relateret til ovenstående, da for at det kan passere fra en tilstand til en anden, skal ladningerne, der er lagret i udtømningsregionen, aflades eller elimineres, da de er lave i Schottky, vil de gå hurtigere fra en fase til en anden .
• høj strømtæthed: en anden konsekvens af ovenstående er, at en lille spænding er nok til at producere en stor strøm, fordi udtømningszonen er næsten ubetydelig.
• Lavt fremadgående spændingsfald eller lav tændingsspænding: Den er lav sammenlignet med den almindelige PN-junction-diode, den er normalt 0.2v til 0.3v, mens PN'er normalt er omkring 0.6 eller 0.7v. Det vil sige, at mindre spænding er nødvendig for at generere strøm.
• Høj effektivitet: i forhold til ovenstående, og dette indebærer også mindre varmeafledning i højeffektkredsløb.
• Velegnet til høje frekvenser: Da de er hurtige, kan de fungere godt i RF-applikationer.
• Mindre støj: Schottky diode producerer mindre uønsket støj end konventionelle dioder.

Schottky Diode Ulemper

Sammenlignet med andre bipolære dioder har Schottky-dioden kun én mærkbar ulempe:

• Høj omvendt mætningsstrøm: producerer en omvendt mætningsstrøm større end en PN.

Forskelle med en PN junction diode

For mere information om, hvad en Schottky-diode kan bidrage med til dit projekt, kan du se den foregående graf med kurverne for PN-silicium- og GaAs-dioderne og Schottky-typen for de samme halvledere. Forskellene mest bemærkelsesværdige er:

Mulige anvendelser af Schottky-dioden

Schottky-dioder er meget almindelige i mange elektroniske produkter. Deres unikke egenskaber og fordele i forhold til andre dioder betyder, at de har applikationer så forskellige som:

• Til RF-kredsløb.
• som effektensrettere.
• Til meget forskellige strømforsyninger.
• I systemer med solpaneler for at beskytte dem mod omvendt opladning af de batterier, som de normalt er tilsluttet.
• Og meget mere ...

Og for dette kan de præsenteres både uafhængigt, som indlejret i IC'er.

hvor kan man købe disse dioder

Hvis du har brug for Schottky-dioder til dine projekter eller for at begynde at eksperimentere med dem og forstå dem bedre, kan du finde dem i forskellige specialelektronikbutikker såvel som på Amazon. Her har du nogle anbefalinger:

• Kuffert med 300 dioder af forskellige typer: ensrettere og Schottky.
• 20 Schottky dioder 15SQ045
• 20 Schottky dioder 1N5817