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

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

U ovom ćete vodiču znati što je to Schottky dioda, tko ju je izumio, njena svojstva, primjena, gdje se može kupiti itd.

Što je dioda?

Un poluvodička dioda To je elektronička komponenta s 2 terminala koja omogućuje kruženje električne struje kroz nju, ali samo u jednom smjeru, blokirajući prolaz u drugi. Ova svojstva ih čine vrlo korisnima za razne primjene, kao što su izvori napajanja. Može se koristiti i za kontrolu.

tamo razne vrste dioda, kao što su:

• Lavina dioda ili TVS, koji provode u suprotnom smjeru kada obrnuti napon premašuje napon proboja.
• LED dioda, sposoban emitirati svjetlost različitih boja ovisno o sastavu. To se događa kada nosioci naboja prođu spoj i emitiraju fotone.
• dioda s tunelskim efektom ili Esaki, koji omogućuje pojačavanje signala i rad pri vrlo velikim brzinama. Mogu se koristiti u okruženjima s vrlo niskim temperaturama, visokim magnetskim poljima i visokim zračenjem zbog visoke koncentracije naboja.
• Gunn dioda, slične onima u tunelu i koje proizvode negativan otpor.
• laserska dioda, slično LED-u, ali može emitirati lasersku zraku.
• termalna dioda, može poslužiti kao temperaturni senzor, budući da ovisno o njemu napon varira.
• Fotodiode, 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, unutarnji sloj između P i N. Koriste se kao visokofrekventni prekidači, atenuatori ili detektori ionizirajućeg zračenja.
• Schottky dioda, ova dioda je ta koja nas zanima za ovaj članak, to je kontaktna metalna dioda koja ima puno manji probojni napon od PN-a.
• stabilizator ili naprijed referentna dioda, sposobna biti iznimno stabilna u prednjem naponu.
• varikap dioda, dioda promjenjivog kapaciteta.

Što je Schottky dioda?

El Schottky dioda je dobila ime po njemačkom fizičaru Walteru Hermannu Schottkyju., budući da stvara Schottkyjevu barijeru (metal-poluvodič ili MS spoj) umjesto korištenja konvencionalnog poluvodičkog spoja. Iz tog razloga, ponegdje ćete ga naći pod imenom 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 radiofrekvenciju (RF) i brzo prebacivanje. Također, još jedna razlika u odnosu na silicijsku PN spojnu diodu je u tome što ona ima tipičan prednji napon od 0.6 do 0.75 V, dok je Schottkyjeva 0.15 do 0.45 V. Ta manja potreba za naponom je ono zbog čega se brže mijenjaju.

Povratak temi sindikat MS, metal je obično volfram, krom, platina, molibden, neki silicidi (vrlo česti jer su jeftini, obilni i imaju dobru vodljivost), ili također zlato, dok je poluvodič obično N-tipa dopiranog silicija, iako postoje i drugi spojevi poluvodiči. Metalna strana je anoda, dok poluvodička strana odgovara katodi.

Schottky dioda nedostaje sloj iscrpljenosti, i klasificiran je kao unipolarni poluvodički uređaj, a ne bipolarni poput PN-a. Također, struja će biti rezultat kretanja većinskih nositelja (elektrona) kroz diodu, a kako nema P-zone, nema ni manjinskih nosilaca (rupa), a kada je obrnuto pristrano, dioda će provodljivost gotovo trenutno prestati, prigušivanje protoka struje.

Rad s Schottky diodom

Kao Rad s Schottky diodom, može djelovati na nekoliko načina ovisno o polarizaciji:

• nije polarizirana: Bez pristranosti, MS spoj (koji je poluvodič N-tipa), elektroni vodljivog pojasa ili slobodni elektroni kreću se od poluvodiča 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. Budući da metal ima mnogo slobodnih elektrona, širina kroz koju se elektroni kreću je zanemariva u usporedbi 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 vodljivom pojasu poluvodiča kada pokušavaju prijeći na metalnu stranu (samo mali broj elektrona teče od S do M). Kako bi prevladali ovu barijeru, slobodnim elektronima je potrebna energija veća od ugrađenog napona ili neće biti struje.
• Izravna polarizacija: Kada je pozitivni terminal izvora napajanja spojen na metalni terminal (anodu), a negativni terminal na poluvodič N-tipa (katodu), Schottkyjeva dioda je prednagnuta. To stvara veliki broj slobodnih elektrona u M i S, ali oni ne mogu prijeći osim ako primijenjeni napon ne prelazi 0.2 V, kako bi se prevladala ta barijera (integrirani napon). Odnosno, struja teče.
• Obrnuta polarizacija: U ovom slučaju negativni terminal napajanja spojit će se na metalnu stranu (anodu), a pozitivni na poluvodič tipa N (katoda). U tom slučaju širina područja iscrpljivanja raste i strujni tok se prekida. Ipak, nije sva struja prekinuta, jer postoji mali protok struje curenja zbog toplinski pobuđenih elektrona u metalu. Ako se poveća napon obrnutog prednapona, električna struja će se postupno povećavati zbog slabljenja barijere. A ako dosegne određenu vrijednost, dolazi do naglog povećanja električne struje, razbijajući područje iscrpljivanja i trajno oštećujući Schottkyjevu diodu.

Prednosti i nedostaci Schottky diode

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

Prednosti Schottky diode

• Mali spojni kapacitet: U PN diodi područje iscrpljivanja formirano je pohranjenim nabojima i postoji kapacitivnost. U Schottky diodi ti su naboji zanemarivi.
• Brzo obrnuto vrijeme oporavka: je vrijeme koje diodi treba da prijeđe iz ON (vodljivog) u OFF (nevodljivo), odnosno brzina prebacivanja. To je povezano s gore navedenim, budući da da bi prešao iz jednog stanja u drugo, naboji pohranjeni u području iscrpljivanja moraju se isprazniti ili eliminirati, budući da su oni niski u Schottkyju, brže će prijeći iz jedne faze u drugu .
• visoka gustoća struje: još jedna posljedica navedenog je da je mali napon dovoljan za proizvodnju velike struje jer je zona iscrpljivanja gotovo zanemariva.
• Mali pad napona naprijed ili nizak napon paljenja: Niska je u usporedbi s uobičajenom PN spojnom diodom, obično je 0.2v do 0.3v, dok su PN obično oko 0.6 ili 0.7v. Odnosno, potreban je manji napon za generiranje strujnog toka.
• Visoka efikasnost: u odnosu na gore navedeno, a to podrazumijeva i manje rasipanje topline u krugovima 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 usporedbi s drugim bipolarnim diodama, Schottky dioda ima samo jedan vidljiv 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 s krivuljama PN silicijevih 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 primjene raznolike kao:

• Za RF sklopove.
• kao ispravljači snage.
• Za vrlo raznolika napajanja.
• U sustavima sa solarnim panelima za zaštitu od obrnutog punjenja baterija na koje su obično spojene.
• I još puno toga ...

A za to se mogu predstaviti i samostalno, kao ugrađen u IC-ove.

gdje kupiti ove diode

Ako trebate Schottky diode za svoje projekte ili da počnete eksperimentirati s njima i bolje ih razumjeti, možete ih pronaći u raznim specijaliziranim trgovinama elektronikom, kao i na Amazonu. Ovdje imate neke preporuke:

• Aktovka s 300 dioda različitih tipova: ispravljači i Schottky.
• 20 Schottky dioda 15SQ045
• 20 Schottky dioda 1N5817