Diodo Schottky: cos'è e cosa ha di speciale

El diodo schottky è un altro dei Componenti elettronici più interessante per i progetti di elettronica. Un tipo di diodo molto particolare che presenta alcune particolarità che lo rendono unico e pratico per determinate applicazioni. Date le sue elevate velocità di commutazione, è anche ampiamente utilizzato nei circuiti integrati logici TTL.

In questa guida lo farai sai cos'è il diodo Schottky, che lo ha inventato, le sue proprietà, le applicazioni, dove è possibile acquistarlo, ecc.

Cos'è un diodo?

Un diodo semiconduttore Si tratta di un componente elettronico a 2 terminali che permette la circolazione di corrente elettrica attraverso di esso, ma solo in una direzione, bloccando il passaggio all'opposto. Queste proprietà li rendono molto utili per varie applicazioni, come gli alimentatori. Può essere utilizzato anche per il controllo.

Ci vari tipi di diodi, come ad esempio:

• Diodo a valanga o TVS, che conducono nella direzione opposta quando la tensione inversa supera la tensione di rottura.
• Diodo LED, in grado di emettere luce di diversi colori a seconda della composizione. Ciò accade quando i portatori di carica superano la giunzione ed emettono fotoni.
• diodo a effetto tunnel o Esaki, che permette di amplificare i segnali e operare a velocità molto elevate. Possono essere utilizzati in ambienti con temperature molto basse, campi magnetici elevati e radiazioni elevate dovute all'elevata concentrazione di carica.
• diodo gunn, simili a quelli del tunnel e che producono una resistenza negativa.
• diodo laser, simile al LED, ma può emettere un raggio laser.
• diodo termico, può fungere da sensore di temperatura, poiché a seconda di esso, la tensione varia.
• Fotodiodi, attaccato a portatori di carica ottica, cioè sensibile alla luce. Possono essere utilizzati anche come sensori di luce.
• Diodo PIN, è come una normale giunzione, ma con una sezione centrale senza drogante. Cioè, uno strato intrinseco tra P e N. Sono usati come interruttori ad alta frequenza, attenuatori o rivelatori di radiazioni ionizzanti.
• Diodo Schottky, questo diodo è quello che ci interessa per questo articolo, è un diodo con contatto metallico che ha una tensione di rottura molto più bassa del PN.
• stabitore o diodo di riferimento diretto, in grado di essere estremamente stabile in tensione diretta.
• varicap, un diodo a capacità variabile.

Cos'è un diodo Schottky?

El Il diodo Schottky prende il nome dal fisico tedesco Walter Hermann Schottky., poiché crea una barriera Schottky (metallo-semiconduttore o giunzione MS) invece di utilizzare una giunzione a semiconduttore convenzionale. Per questo motivo, in alcuni luoghi lo troverai sotto il nome di diodo a barriera Schottky o diodo a barriera di superficie.

Grazie a quell'unione, questo diodo ha a caduta di tensione diretta inferiore rispetto al diodo PNe può essere utilizzato in applicazioni di commutazione a radiofrequenza (RF) e ad alta velocità. Inoltre, un'altra differenza con il diodo a giunzione PN al silicio è che ha una tensione diretta tipica compresa tra 0.6 e 0.75 V, mentre quella di Schottky è compresa tra 0.15 e 0.45 V. Quella minore necessità di tensione è ciò che li fa passare più velocemente.

Tornando all'argomento di il sindacato della SM, il metallo è solitamente tungsteno, cromo, platino, molibdeno, alcuni siliciuri (molto comuni perché economici, abbondanti e hanno una buona conduttività), oppure anche oro, mentre il semiconduttore è solitamente silicio drogato di tipo N, sebbene ne esistano anche altri semiconduttori composti. Il lato metallico è l'anodo, mentre il lato semiconduttore corrisponde al catodo.

Il diodo Schottky manca lo strato di esaurimento, ed è classificato come un dispositivo a semiconduttore unipolare, piuttosto che bipolare come i PN. Inoltre, la corrente sarà il risultato della deriva dei portatori di maggioranza (elettroni) attraverso il diodo e, poiché non esiste la zona P, non ci sono portatori di minoranza (fori) e, se polarizzati inversamente, i condotti del diodo si fermeranno quasi istantaneamente, limitando il flusso di corrente.

Funzionamento del diodo Schottky

Da Funzionamento del diodo Schottky, può agire in diversi modi a seconda della polarizzazione:

• non polarizzato: Senza bias, la giunzione MS (essendo il semiconduttore di tipo N), gli elettroni della banda di conduzione o gli elettroni liberi si spostano dal semiconduttore al metallo per stabilire uno stato di equilibrio. Come sapete, quando un atomo neutro guadagna un elettrone diventa uno ione negativo e quando lo perde diventa uno ione positivo. Ciò farà sì che gli atomi di metallo diventino ioni negativi e quelli sul lato semiconduttore in positivi, agendo come regioni di esaurimento. Poiché il metallo ha molti elettroni liberi, la larghezza attraverso la quale si muovono gli elettroni è trascurabile rispetto alla larghezza all'interno della zona di tipo N. Ciò fa sì che il potenziale incorporato (tensione) sia principalmente nella zona N. la tensione sarebbe la barriera incontrata dagli elettroni nella banda di conduzione del semiconduttore quando tentano di passare al lato metallico (solo un piccolo numero di elettroni scorre da S a M). Per superare questa barriera, gli elettroni liberi necessitano di un'energia maggiore della tensione incorporata o non ci sarà corrente.
• Polarizzazione diretta: Quando il terminale positivo della fonte di alimentazione è collegato al terminale metallico (anodo) e il terminale negativo al semiconduttore di tipo N (catodo), il diodo Schottky è polarizzato in avanti. Ciò genera un gran numero di elettroni liberi in M ​​e S, ma non possono incrociarsi a meno che la tensione applicata non superi 0.2 v, per superare quella barriera (tensione integrata). Cioè, la corrente scorre.
• Polarizzazione inversa: In questo caso, il polo negativo dell'alimentatore sarà collegato al lato metallico (anodo) e il positivo al semiconduttore di tipo N (catodo). In tal caso, la larghezza della regione di svuotamento aumenta e il flusso di corrente viene interrotto. Tuttavia, non tutta la corrente viene interrotta, poiché c'è un piccolo flusso di corrente di dispersione dovuto agli elettroni eccitati termicamente nel metallo. Se la tensione di polarizzazione inversa viene aumentata, la corrente elettrica aumenterà gradualmente a causa dell'indebolimento della barriera. E se raggiunge un certo valore, si verifica un improvviso aumento della corrente elettrica, che rompe la regione di svuotamento e danneggia permanentemente il diodo Schottky.

Vantaggi e svantaggi del diodo Schottky

Come al solito con qualsiasi dispositivo o sistema, hai sempre suoi vantaggi e svantaggi. Nel caso del diodo Schottky sono:

Vantaggi del diodo Schottky

• Bassa capacità di giunzione: In un diodo PN la regione di svuotamento è formata da cariche immagazzinate e c'è una capacità. Nel diodo Schottky queste cariche sono trascurabili.
• Tempo di recupero rapido inverso: è il tempo impiegato dal diodo per passare da ON (conduttivo) a OFF (non conduttivo), ovvero la velocità di commutazione. Ciò è correlato a quanto sopra, poiché per passare da uno stato all'altro, le cariche immagazzinate nella regione di esaurimento devono essere scaricate o eliminate, poiché sono basse nello Schottky, passerà da una fase all'altra più velocemente .
• alta densità di corrente: un'altra conseguenza di quanto sopra è che una piccola tensione è sufficiente per produrre una grande corrente perché la zona di esaurimento è quasi trascurabile.
• Bassa caduta di tensione diretta o bassa tensione di accensione: È basso rispetto al comune diodo a giunzione PN, di solito è compreso tra 0.2 v e 0.3 v, mentre i PN sono generalmente intorno a 0.6 o 0.7 v. Cioè, è necessaria meno tensione per generare flusso di corrente.
• Alta efficienza: rispetto a quanto sopra, e questo implica anche una minore dissipazione di calore nei circuiti ad alta potenza.
• Adatto per le alte frequenze: Essendo veloci, possono funzionare bene nelle applicazioni RF.
• Meno rumore: Il diodo Schottky produce meno rumore indesiderato rispetto ai diodi convenzionali.

Svantaggi del diodo Schottky

Rispetto ad altri diodi bipolari, il diodo Schottky ha solo uno svantaggio evidente:

• Elevata corrente di saturazione inversa: produce una corrente di saturazione inversa maggiore di un PN.

Differenze con un diodo a giunzione PN

Per ulteriori informazioni su ciò che un diodo Schottky può contribuire al tuo progetto, puoi vedere il grafico precedente con le curve dei diodi PN in silicio e GaAs e il tipo Schottky per quegli stessi semiconduttori. Le differenze i più notevoli sono:

Possibili applicazioni del diodo Schottky

I diodi Schottky sono molto comuni in molti prodotti elettronici. Le loro proprietà uniche e i vantaggi rispetto ad altri diodi significano che hanno applicazioni tanto diverse quanto:

• Per circuiti RF.
• come raddrizzatori di potenza.
• Per alimentatori molto diversi.
• Negli impianti con pannelli solari per proteggerli dalla ricarica inversa delle batterie a cui sono solitamente collegati.
• E molto altro ...

E per questo, possono essere presentati entrambi indipendentemente, come incorporati nei circuiti integrati.

dove acquistare questi diodi

Se hai bisogno di diodi Schottky per i tuoi progetti o per iniziare a sperimentarli e capirli meglio, puoi trovarli in vari negozi specializzati di elettronica, oltre che su Amazon. Ecco qua alcune raccomandazioni:

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