Dioda Schottky: ce este și ce este special la ea

El dioda Schottky este un altul Componente electronice cel mai interesant pentru proiectele electronice. Un tip foarte particular de diodă care are unele particularități care o fac unică și practică pentru anumite aplicații. Având în vedere vitezele sale mari de comutare, este utilizat pe scară largă în circuitele integrate logice TTL.

În acest ghid veți stii ce este dioda Schottky, cine a inventat-o, proprietățile ei, aplicațiile, de unde o puteți cumpăra etc.

Ce este o diodă?

Un dioda semiconductoare Este o componenta electronica cu 2 borne care permite circulatia curentului electric prin ea, dar numai intr-un sens, blocand trecerea in cealalta. Aceste proprietăți le fac foarte utile pentru diverse aplicații, cum ar fi sursele de alimentare. Poate fi folosit și pentru control.

Acolo diverse tipuri de diode, cum ar fi:

Diodă de avalanșă sau TVS, care conduc în sens opus atunci când tensiunea inversă depășește tensiunea de rupere.
Dioda LED, capabil sa emita lumina de culori diferite in functie de compozitie. Acest lucru se întâmplă atunci când purtătorii de sarcină trec de joncțiune și emit fotoni.
diodă cu efect de tunel sau Esaki, care permite amplificarea semnalelor și operarea la viteze foarte mari. Ele pot fi utilizate în medii cu temperaturi foarte scăzute, câmpuri magnetice ridicate și radiații ridicate datorită concentrației mari de sarcină.
Dioda Gunn, asemănătoare celor de tunel și care produc o rezistență negativă.
dioda laser, similar cu LED-ul, dar poate emite un fascicul laser.
dioda termica, poate servi ca senzor de temperatură, deoarece în funcție de acesta, tensiunea variază.
Fotodiodele, atașat la purtători optici de încărcare, adică sensibil la lumină. Pot fi folosiți și ca senzori de lumină.
dioda PIN, este ca o joncțiune normală, dar cu o secțiune centrală fără dopant. Adică, un strat intrinsec între P și N. Ele sunt folosite ca comutatoare de înaltă frecvență, atenuatoare sau detectoare de radiații ionizante.
Diodă Schottky, aceasta dioda este cea care ne intereseaza pentru acest articol, este o dioda metalica de contact care are o tensiune de rupere mult mai mica decat PN.
stabistor sau diodă de referință directă, capabilă să fie extrem de stabilă în tensiune directă.
varicap, o diodă de capacitate variabilă.

Ce este o diodă Schottky?

El Dioda Schottky a fost numită după fizicianul german Walter Hermann Schottky., deoarece creează o barieră Schottky (metal-semiconductor sau joncțiune MS) în loc să folosească o joncțiune semiconductoare convențională. Din acest motiv, în unele locuri îl veți găsi sub numele de diodă de barieră Schottky sau diodă de barieră de suprafață.

Datorită acestei uniuni, această diodă are un scădere de tensiune directă mai mică decât dioda PN, și poate fi utilizat în aplicații de comutare cu frecvență radio (RF) și de mare viteză. De asemenea, o altă diferență cu dioda de joncțiune PN din siliciu este că are o tensiune directă tipică de 0.6 până la 0.75 V, în timp ce cea Schottky este de 0.15 până la 0.45 V. Acea nevoie mai mică de tensiune este ceea ce îi face să comute mai repede.

Scăderea poate varia de la o diodă Schottky la alta, deoarece depinde de metalul utilizat. Pentru a afla despre ce este vorba, citiți fișa tehnică a producătorului produsului.

Revenind la subiectul sindicatul MS, metalul este de obicei wolfram, crom, platină, molibden, unele siliciuri (foarte des întâlnite pentru că sunt ieftine, abundente și au o conductivitate bună), sau și aur, în timp ce semiconductorul este de obicei siliciu dopat de tip N, deși există și alte semiconductori compusi. Partea metalică este anodul, în timp ce partea semiconductoare corespunde catodului.

Dioda Schottky lipsește stratul de epuizare, și este clasificat ca un dispozitiv semiconductor unipolar, mai degrabă decât bipolar ca PN. De asemenea, curentul va fi rezultatul purtătorilor majoritari (electroni) care se deplasează prin diodă și, deoarece nu există zonă P, nu există purtători minoritari (găuri), iar atunci când sunt polarizate invers, conductele diodei se vor opri aproape instantaneu, stropit fluxul de curent.

Funcționarea diodei Schottky

Ca Funcționarea diodei Schottky, poate actiona in mai multe moduri in functie de polarizare:

nepolarizat: Fără polarizare, joncțiunea MS (fiind semiconductorul de tip N), electronii benzii de conducție sau electronii liberi se deplasează de la semiconductor în metal pentru a stabili o stare de echilibru. După cum știți, atunci când un atom neutru câștigă un electron, acesta devine un ion negativ, iar când îl pierde devine un ion pozitiv. Acest lucru va face ca atomii de metal să devină ioni negativi și cei de pe partea semiconductorului să devină pozitivi, acționând ca regiuni de epuizare. Deoarece metalul are mulți electroni liberi, lățimea peste care se mișcă electronii este neglijabilă în comparație cu lățimea din zona de tip N. Acest lucru are ca rezultat potențialul (tensiunea) încorporat fiind în principal în zona N. tensiunea ar fi bariera întâlnită de electroni în banda de conducție a semiconductorului atunci când încearcă să treacă pe partea metalică (doar un număr mic de electroni curg de la S la M). Pentru a depăși această barieră, electronii liberi au nevoie de o energie mai mare decât tensiunea încorporată sau nu va exista curent.
Polarizarea directă: Când terminalul pozitiv al sursei de alimentare este conectat la terminalul metalic (anod) și terminalul negativ la semiconductorul de tip N (catod), dioda Schottky este polarizată direct. Asta generează un număr mare de electroni liberi în M și S, dar aceștia nu pot traversa decât dacă tensiunea aplicată depășește 0.2v, pentru a depăși acea barieră (tensiune integrată). Adică curge curentul.
Polarizarea inversă: În acest caz, borna negativă a sursei de alimentare va fi conectată la partea metalică (anod), iar cea pozitivă la semiconductorul de tip N (catod). În acest caz, lățimea regiunii de epuizare crește și fluxul de curent este întrerupt. Nu tot curentul este întrerupt, deoarece există un flux mic de curent de scurgere din cauza electronilor excitați termic din metal. Dacă tensiunea de polarizare inversă crește, curentul electric va crește treptat din cauza slăbirii barierei. Și dacă atinge o anumită valoare, are loc o creștere bruscă a curentului electric, rupând regiunea de epuizare și deteriorarea definitivă a diodei Schottky.

Avantajele și dezavantajele diodei Schottky

Ca de obicei cu orice dispozitiv sau sistem, aveți întotdeauna avantajele și dezavantajele sale. În cazul diodei Schottky acestea sunt:

Avantajele diodei Schottky

Capacitate de joncțiune scăzută: Într-o diodă PN regiunea de epuizare este formată din sarcini stocate și există o capacitate. În dioda Schottky aceste sarcini sunt neglijabile.
Timp de recuperare rapid înapoi: este timpul necesar diodei pentru a trece de la ON (conductiv) la OFF (neconductiv), adică viteza de comutare. Acest lucru este legat de cele de mai sus, deoarece pentru a trece de la o stare la alta, sarcinile stocate în regiunea de epuizare trebuie să fie descărcate sau eliminate, deoarece sunt scăzute în Schottky, acesta va trece de la o fază la alta mai repede. .
densitate mare de curent: o altă consecință a celor de mai sus este că o tensiune mică este suficientă pentru a produce un curent mare deoarece zona de epuizare este aproape neglijabilă.
Cădere scăzută de tensiune directă sau tensiune scăzută de aprindere: Este scăzut în comparație cu dioda de joncțiune PN obișnuită, este de obicei între 0.2 V și 0.3 V, în timp ce PN-urile sunt de obicei în jur de 0.6 sau 0.7 V. Adică, este nevoie de mai puțină tensiune pentru a genera fluxul de curent.
Eficiență ridicată: față de cele de mai sus și acest lucru implică, de asemenea, mai puțină disipare a căldurii în circuitele de mare putere.
Potrivit pentru frecvențe înalte: Fiind rapid, pot funcționa bine în aplicațiile RF.
Mai puțin zgomot: Dioda Schottky produce mai puțin zgomot nedorit decât diodele convenționale.

Dezavantaje ale diodei Schottky

În comparație cu alte diode bipolare, dioda Schottky are un singur dezavantaj vizibil:

Curent mare de saturație inversă: produce un curent de saturație inversă mai mare decât un PN.

Diferențele cu o diodă de joncțiune PN

Pentru mai multe informații despre ce poate contribui o diodă Schottky la proiectul dvs., puteți vedea graficul anterior cu curbele diodelor de siliciu PN și GaAs și tipul Schottky pentru aceiași semiconductori. Diferentele cele mai notabile sunt:

Diodă Schottky	Diodă de joncțiune PN
Joncțiune metal-semiconductor tip N	Joncţiunea semiconductoare PN.
Cădere scăzută de tensiune directă.	Cădere mare de tensiune directă.
Pierdere redusă de recuperare inversă și timp de recuperare.	Pierdere mare de recuperare inversă și timp de recuperare inversă.
Este unipolar.	El este bipolar.
Curentul este produs numai de mișcarea electronilor.	Curentul este produs prin mișcarea găurilor și a electronilor.
Viteza de comutare.	Comutare lent.

Aplicații posibile ale diodei Schottky

Diodele Schottky sunt foarte comune în multe produse electronice. Proprietățile lor unice și avantajele față de alte diode înseamnă că au aplicatii la fel de diverse ca:

Pentru circuite RF.
ca redresoare de putere.
Pentru surse de alimentare foarte diverse.
În sistemele cu panouri solare pentru a le proteja de încărcarea inversă a bateriilor la care sunt conectate de obicei.
Și multe altele ...

Și pentru aceasta, ele pot fi prezentate atât independent, cât și încorporate în circuite integrate.

de unde să cumpăr aceste diode

Dacă ai nevoie de diode Schottky pentru proiectele tale sau pentru a începe să experimentezi cu ele și să le înțelegi mai bine, le poți găsi la diferite magazine de electronice de specialitate, precum și pe Amazon. Ai aici câteva recomandări:

Hardwarelibre