El ショットキーダイオード 別のものである 電子部品 エレクトロニクスプロジェクトにとって最も興味深い。 非常に特殊なタイプのダイオードで、特定のアプリケーションに固有で実用的ないくつかの特性があります。 スイッチング速度が速いため、TTLロジックICにも広く使用されています。
このガイドでは、 それが何であるかを知っています それを発明したショットキーダイオード、その特性、用途、購入できる場所など。
ダイオードとは何ですか？
Un 半導体ダイオード これは、2つの端子を備えた電子部品であり、電流を一方向にのみ循環させ、他の方向への通過を遮断します。 これらの特性により、電源などのさまざまなアプリケーションに非常に役立ちます。 制御にも使用できます。
そこに さまざまな種類のダイオード例えば：
- アバランシェダイオードまたはTVS、逆電圧が降伏電圧を超えると逆方向に導通します。
- LEDダイオード、組成に応じて異なる色の光を放射することができます。 これは、電荷キャリアが接合部を通過して光子を放出するときに発生します。
- トンネル効果ダイオードまたはEsaki、 これにより、信号を増幅し、非常に高速で動作することができます。 それらは、非常に低温、高磁場、および高電荷集中による高放射の環境で使用できます。
- ガンダイオード、トンネルのものと同様で、負性抵抗を生成します。
- レーザーダイオード、 LEDに似ていますが、レーザービームを放射できます。
- サーマルダイオード、それに応じて電圧が変化するため、温度センサーとして機能することができます。
- フォトダイオード、光電荷キャリアに取り付けられている、つまり光に敏感です。 また、光センサーとしても使用できます。
- PINダイオード、は通常の接合部に似ていますが、中央セクションにドーパントがありません。 つまり、PとNの間の固有の層です。これらは、高周波スイッチ、減衰器、または電離放射線検出器として使用されます。
- ショットキーダイオード、このダイオードはこの記事で私たちが興味を持っているものであり、PNよりもはるかに低い絶縁破壊電圧を持つコンタクトメタルダイオードです。
- スタビスター または順方向基準ダイオード。順方向電圧で非常に安定することができます。
- バリキャップ、可変容量ダイオード。
ショットキーダイオードとは何ですか？
El ショットキーダイオードは、ドイツの物理学者Walter HermannSchottkyにちなんで名付けられました。、従来の半導体接合を使用する代わりに、ショットキーバリア（金属-半導体またはMS接合）を作成するためです。 そのため、ショットキーバリアダイオードまたは表面バリアダイオードという名前で見つかる場所もあります。
その組合のおかげで、このダイオードには PNダイオードよりも低い順方向電圧降下、および無線周波数（RF）および高速スイッチングアプリケーションで使用できます。 また、シリコンPN接合ダイオードとのもう0.6つの違いは、通常の順方向電圧が0.75〜0.15Vであるのに対し、ショットキーのものは0.45〜XNUMXVであるということです。 電圧の必要性が低いことが、スイッチングを高速化する理由です。
のトピックに戻る MSユニオン、金属は通常、タングステン、クロム、プラチナ、モリブデン、いくつかのケイ化物（安価で豊富で導電性が良いため非常に一般的）、または金ですが、半導体は通常N型ドープシリコンですが、他にもあります化合物半導体。 金属側がアノードで、半導体側がカソードに対応します。
ショットキーダイオード 空乏層がない、およびPNのようなバイポーラではなく、ユニポーラ半導体デバイスとして分類されます。 また、電流はダイオードを通ってドリフトする多数キャリア（電子）の結果であり、Pゾーンがないため、少数キャリア（ホール）はなく、逆バイアスされると、ダイオードの導通はほぼ瞬時に停止します。電流の流れを制限します。
ショットキーダイオードの動作
のように ショットキーダイオードの動作、分極に応じていくつかの方法で動作することができます：
- 分極化されていない：バイアスがない場合、MS接合（N型半導体）、伝導帯電子または自由電子が半導体から金属に移動して平衡状態を確立します。 ご存知のように、中性原子が電子を獲得すると負イオンになり、電子を失うと正イオンになります。 これにより、金属原子が負イオンになり、半導体側の金属原子が正になり、空乏領域として機能します。 金属には自由電子が多いため、電子が移動する幅はN型ゾーン内の幅に比べて無視できます。これにより、ビルトインポテンシャル（電圧）は主にNゾーンになります。電圧は、金属側に通過しようとするときに半導体の伝導帯の電子が遭遇する障壁になります（SからMに流れる電子の数はごくわずかです）。 この障壁を克服するために、自由電子は内蔵電圧よりも大きなエネルギーを必要とします。さもないと電流が流れなくなります。
- 直接分極：電源の正端子を金属端子（アノード）に接続し、負端子をN型半導体（カソード）に接続すると、ショットキーダイオードが順方向にバイアスされます。 それはMとSに多数の自由電子を生成しますが、その障壁（積分電圧）を克服するために、印加電圧が0.2vを超えない限りそれらは交差できません。 つまり、電流が流れます。
- 逆分極：この場合、電源のマイナス端子は金属側（アノード）に接続され、プラス端子はN型半導体（カソード）に接続されます。 その場合、空乏領域の幅が広がり、電流が遮断されます。 ただし、金属内で熱的に励起された電子によってわずかな漏れ電流が流れるため、すべての電流が遮断されるわけではありません。 逆バイアス電圧を上げると、バリアが弱くなるため電流が徐々に増加します。 そして、それが特定の値に達すると、電流の突然の増加が発生し、空乏領域を破壊し、ショットキーダイオードに永久的な損傷を与えます。
ショットキーダイオードの長所と短所
どんなデバイスやシステムでもいつものように、あなたはいつも持っています その長所と短所。 ショットキーダイオードの場合、それらは次のとおりです。
ショットキーダイオードの利点
- 接合容量が小さい：PNダイオードでは、空乏領域は蓄積された電荷によって形成され、静電容量があります。 ショットキーダイオードでは、これらの電荷はごくわずかです。
- 速い逆回復時間：ダイオードがオン（導電性）からオフ（非導電性）に移行するのにかかる時間、つまりスイッチング速度です。 これは上記に関連しています。ある状態から別の状態に移行するには、ショットキーでは低いため、空乏領域に蓄積された電荷を放電または除去する必要があるため、あるフェーズから別のフェーズに高速に移行します。 。
- 高電流密度：上記の別の結果は、空乏層がほとんど無視できるため、小さな電圧で大電流を生成するのに十分であるということです。
- 低い順方向電圧降下または低い点火電圧：一般的なPN接合ダイオードに比べて低く、通常0.2v〜0.3vですが、PNは通常0.6〜0.7v程度です。 つまり、電流を生成するために必要な電圧が少なくなります。
- 高効率： 上記に比べて、これはまた、高電力回路での熱放散が少ないことを意味します。
- 高周波に適しています：高速であるため、RFアプリケーションでうまく機能します。
- ノイズが少ない：ショットキーダイオードは、従来のダイオードよりも不要なノイズが少なくなります。
ショットキーダイオードの短所
他のバイポーラダイオードと比較して、ショットキーダイオードにはXNUMXつの顕著な欠点しかありません。
- 高い逆飽和電流： PNより大きい逆飽和電流を生成します。
PN接合ダイオードとの違い
ショットキーダイオードがプロジェクトに貢献できることの詳細については、PNシリコンとGaAsダイオードの曲線、およびそれらの同じ半導体のショットキータイプを含む前のグラフを参照してください。 違い 最も注目すべきものは次のとおりです。
| ショットキーダイオード | PN接合ダイオード |
| 金属-半導体接合タイプN | PN半導体接合。 |
| 順方向電圧降下が小さい。 | 高い順方向電圧降下。 |
| 逆回復損失と回復時間が低い。 | 高い逆回復損失と逆回復時間。 |
| ユニポーラです。 | 彼は双極性です。 |
| 電流は、電子の動きによってのみ生成されます。 | 電流は正孔と電子の動きによって生成されます。 |
| スイッチング速度。 | ゆっくり切り替えます。 |
ショットキーダイオードの可能な用途
ショットキーダイオードは、多くの電子製品で非常に一般的です。 他のダイオードに対するそれらのユニークな特性と利点は、それらが持っていることを意味します と同じくらい多様なアプリケーション:
- RF回路用。
- 電力整流器として。
- 非常に多様な電源用。
- ソーラーパネルを備えたシステムで、通常接続されているバッテリーの逆充電からソーラーパネルを保護します。
- その他多数...
そしてこのために、それらは両方とも独立して提示することができます。 ICに組み込まれている.
これらのダイオードを購入する場所
プロジェクトにショットキーダイオードが必要な場合、またはショットキーダイオードの実験を開始して理解を深める場合は、Amazonだけでなくさまざまな電気専門店で見つけることができます。 ここにあなたがいます いくつかの推奨事項: