Diodo Schottky: o que é e o que há de especial nele

El diodo schottky é outra componentes eletrônicos mais interessante para projetos de eletrônica. Um tipo de diodo muito particular que possui algumas peculiaridades que o tornam único e prático para determinadas aplicações. Dadas suas altas velocidades de comutação, também é amplamente utilizado em ICs lógicos TTL.

Neste guia você irá sabe o que é o diodo Schottky, quem o inventou, suas propriedades, aplicações, onde você pode comprá-lo, etc.

O que é um diodo?

Un diodo semicondutor É um componente eletrônico com 2 terminais que permite a circulação de corrente elétrica através dele, mas apenas em um sentido, bloqueando a passagem para o outro. Essas propriedades os tornam muito úteis para várias aplicações, como fontes de alimentação. Também pode ser usado para controle.

Lá vários tipos de diodos, como por exemplo:

• Diodo de avalanche ou TVS, que conduzem na direção oposta quando a tensão reversa excede a tensão de ruptura.
• diodo LED, capaz de emitir luz de cores diferentes dependendo da composição. Isso acontece quando os portadores de carga passam pela junção e emitem fótons.
• diodo de efeito de túnel ou Esaki, que permite amplificar sinais e operar em velocidades muito altas. Eles podem ser usados ​​em ambientes com temperaturas muito baixas, campos magnéticos altos e alta radiação devido à alta concentração de carga.
• diodo gunn, semelhantes aos de túnel e que produzem uma resistência negativa.
• diodo laser, semelhante ao LED, mas pode emitir um feixe de laser.
• diodo térmico, pode servir como sensor de temperatura, pois dependendo dele, a tensão varia.
• fotodiodos, ligados a portadores ópticos de carga, ou seja, sensíveis à luz. Eles também podem ser usados ​​como sensores de luz.
• diodo PIN, é como uma junção normal, mas com uma seção central sem dopante. Ou seja, uma camada intrínseca entre P e N. Eles são usados ​​como interruptores de alta frequência, atenuadores ou detectores de radiação ionizante.
• diodo Schottky, este diodo é o que nos interessa para este artigo, é um diodo com metal de contato que possui uma tensão de ruptura muito menor que o PN.
• estabilizador ou diodo de referência direta, capaz de ser extremamente estável em tensão direta.
• varicap, um diodo de capacitância variável.

O que é um diodo Schottky?

El O diodo Schottky recebeu o nome do físico alemão Walter Hermann Schottky., uma vez que cria uma barreira Schottky (metal-semicondutor ou junção MS) em vez de usar uma junção semicondutora convencional. Por esse motivo, em alguns lugares você o encontrará sob o nome de diodo de barreira Schottky ou diodo de barreira de superfície.

Graças a essa união, este diodo tem uma queda de tensão direta mais baixa do que o diodo PN, e pode ser usado em aplicações de radiofrequência (RF) e comutação de alta velocidade. Além disso, outra diferença com o diodo de junção PN de silício é que ele tem uma tensão direta típica de 0.6 a 0.75V, enquanto o Schottky é de 0.15 a 0.45V. Essa menor necessidade de tensão é o que os torna mais rápidos.

Voltando ao tópico de o sindicato MS, o metal geralmente é tungstênio, cromo, platina, molibdênio, alguns silicídios (muito comuns porque são baratos, abundantes e têm boa condutividade), ou também ouro, enquanto o semicondutor é geralmente silício dopado do tipo N, embora também existam outros compostos semicondutores. O lado metálico é o ânodo, enquanto o lado semicondutor corresponde ao cátodo.

O diodo Schottky não tem camada de depleção, e é classificado como um dispositivo semicondutor unipolar, em vez de bipolar como PNs. Além disso, a corrente será o resultado de portadores majoritários (elétrons) flutuando através do diodo, e como não há zona P, não há portadores minoritários (buracos), e quando polarizado reversamente, os condutores do diodo param quase instantaneamente, estrangulando o fluxo de corrente.

Operação do diodo Schottky

Quanto a Operação do diodo Schottky, pode atuar de várias maneiras dependendo da polarização:

• não polarizado: Sem polarização, a junção MS (sendo o semicondutor do tipo N), os elétrons da banda de condução ou elétrons livres se movem do semicondutor para o metal para estabelecer um estado de equilíbrio. Como você sabe, quando um átomo neutro ganha um elétron, ele se torna um íon negativo e, quando o perde, torna-se um íon positivo. Isso fará com que os átomos do metal se tornem íons negativos e os do lado semicondutor, positivos, atuando como regiões de depleção. Como o metal tem muitos elétrons livres, a largura sobre a qual os elétrons se movem é insignificante comparada à largura dentro da zona tipo N. Isso resulta no potencial interno (tensão) sendo principalmente na zona N. a tensão seria a barreira encontrada pelos elétrons na banda de condução do semicondutor ao tentar passar para o lado do metal (apenas um pequeno número de elétrons flui de S para M). Para superar essa barreira, os elétrons livres precisam de uma energia maior que a tensão interna ou não haverá corrente.
• Polarização direta: Quando o terminal positivo da fonte de alimentação está conectado ao terminal de metal (ânodo) e o terminal negativo ao semicondutor tipo N (cátodo), o diodo Schottky é polarizado diretamente. Isso gera um grande número de elétrons livres em M e S, mas eles não podem cruzar a menos que a tensão aplicada exceda 0.2v, para superar essa barreira (tensão integrada). Ou seja, a corrente flui.
• Polarização reversa: Neste caso, o terminal negativo da fonte de alimentação será conectado ao lado metálico (ânodo), e o positivo ao semicondutor tipo N (cátodo). Nesse caso, a largura da região de depleção aumenta e o fluxo de corrente é cortado. No entanto, nem toda a corrente é cortada, pois há um pequeno fluxo de corrente de fuga devido a elétrons termicamente excitados no metal. Se a tensão de polarização reversa for aumentada, a corrente elétrica aumentará gradualmente devido ao enfraquecimento da barreira. E se atingir um determinado valor, ocorre um aumento súbito da corrente elétrica, rompendo a região de depleção e danificando o diodo Schottky permanentemente.

Vantagens e desvantagens do diodo Schottky

Como de costume com qualquer dispositivo ou sistema, você sempre tem suas vantagens e desvantagens. No caso do diodo Schottky são:

Vantagens do diodo Schottky

• Baixa capacitância de junção: Em um diodo PN a região de depleção é formada por cargas armazenadas e há uma capacitância. No diodo Schottky essas cargas são desprezíveis.
• Tempo de recuperação reversa rápido: é o tempo que o diodo leva para passar de ON (condutivo) para OFF (não condutivo), ou seja, a velocidade de comutação. Isso está relacionado ao exposto, pois para que ele passe de um estado para outro, as cargas armazenadas na região de depleção devem ser descarregadas ou eliminadas, pois são baixas no Schottky, ele passará de uma fase para outra mais rapidamente .
• alta densidade de corrente: outra consequência do acima é que uma pequena tensão é suficiente para produzir uma grande corrente porque a zona de depleção é quase desprezível.
• Baixa queda de tensão direta ou baixa tensão de ignição: É baixo em comparação com o diodo de junção PN comum, geralmente é de 0.2v a 0.3v, enquanto os PNs geralmente ficam em torno de 0.6 ou 0.7v. Ou seja, menos tensão é necessária para gerar fluxo de corrente.
• Alta eficiência: em relação ao acima, e isso também implica menos dissipação de calor em circuitos de alta potência.
• Adequado para altas frequências: Por serem rápidos, podem funcionar bem em aplicações de RF.
• Menos barulho: O diodo Schottky produz menos ruído indesejado do que os diodos convencionais.

Desvantagens do diodo Schottky

Comparado a outros diodos bipolares, o diodo Schottky tem apenas uma desvantagem notável:

• Corrente de saturação reversa alta: produz uma corrente de saturação reversa maior que uma PN.

Diferenças com um diodo de junção PN

Para mais informações sobre o que um diodo Schottky pode contribuir para o seu projeto, você pode ver o gráfico anterior com as curvas dos diodos de silício PN e GaAs, e o tipo Schottky para esses mesmos semicondutores. Diferenças mais notáveis ​​são:

Possíveis aplicações do diodo Schottky

Diodos Schottky são muito comuns em muitos produtos eletrônicos. Suas propriedades e vantagens únicas sobre outros diodos significam que eles têm aplicações tão diversas quanto:

• Para circuitos de RF.
• como retificadores de potência.
• Para fontes de alimentação muito diversas.
• Em sistemas com painéis solares para protegê-los do carregamento reverso das baterias às quais estão normalmente ligados.
• E muito mais…

E para isso, eles podem ser apresentados tanto de forma independente, quanto embutidos em CIs.

onde comprar esses diodos

Se você precisar de diodos Schottky para seus projetos ou começar a experimentá-los e entendê-los melhor, poderá encontrá-los em várias lojas de eletrônicos especializados, bem como na Amazon. Aqui tens algumas recomendações:

• Maleta com 300 diodos de diferentes tipos: retificadores e Schottky.
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