Диод Шоттки: что это такое и что в нем особенного

El диод шоттки Другой Электронные компоненты наиболее интересен для проектов электроники. Очень специфический тип диода, который имеет некоторые особенности, которые делают его уникальным и практичным для определенных приложений. Учитывая его высокие скорости переключения, он также широко используется в микросхемах TTL-логики.

В этом руководстве вы знаю что это диод Шоттки, кто его изобрел, его свойства, области применения, где его можно купить и т. д.

Что такое диод?

Un полупроводниковый диод Это электронный компонент с 2 выводами, который позволяет проходить через него электрическому току, но только в одном направлении, блокируя проход в другом. Эти свойства делают их очень полезными для различных приложений, таких как источники питания. Его также можно использовать для контроля.

Там различные типы диодовтакие как:

• Лавинный диод или TVS, которые проводят в противоположном направлении, когда обратное напряжение превышает напряжение пробоя.
• светодиодный диод, способный излучать свет разных цветов в зависимости от состава. Это происходит, когда носители заряда проходят переход и испускают фотоны.
• диод с туннельным эффектом или Esaki, что позволяет усиливать сигналы и работать на очень высоких скоростях. Их можно использовать в средах с очень низкими температурами, сильными магнитными полями и высокой радиацией из-за высокой концентрации заряда.
• Диод Ганна, подобные туннельным и создающие отрицательное сопротивление.
• лазерный диод, похож на светодиод, но может излучать лазерный луч.
• термодиод, может служить датчиком температуры, так как в зависимости от него меняется напряжение.
• Фотодиоды, прикрепленные к оптическим носителям заряда, то есть чувствительные к свету. Их также можно использовать в качестве датчиков света.
• PIN-диод, похож на обычный переход, но с центральной частью без легирующей примеси. То есть собственный слой между P и N. Они используются в качестве высокочастотных переключателей, аттенюаторов или детекторов ионизирующего излучения.
• Диод Шоттки, именно этот диод нас интересует для данной статьи, это диод с металлическим контактом, который имеет гораздо меньшее напряжение пробоя, чем ПН.
• стабистор или диод прямого опорного напряжения, способный быть чрезвычайно стабильным при прямом напряжении.
• Варикап, диод переменной емкости.

Что такое диод Шоттки?

El Диод Шоттки был назван в честь немецкого физика Вальтера Германа Шоттки., так как он создает барьер Шоттки (переход металл-полупроводник или МС) вместо использования обычного полупроводникового перехода. По этой причине в некоторых местах вы найдете его под названием диод с барьером Шоттки или диод с поверхностным барьером.

Благодаря этому соединению этот диод имеет более низкое прямое падение напряжения, чем на PN-диоде, и может использоваться в радиочастотных (RF) и высокоскоростных коммутационных приложениях. Кроме того, еще одно отличие кремниевого диода с PN-переходом заключается в том, что он имеет типичное прямое напряжение от 0.6 до 0.75 В, а диод Шоттки - от 0.15 до 0.45 В. Эта более низкая потребность в напряжении заставляет их переключаться быстрее.

Возвращаясь к теме союз МС, металл обычно представляет собой вольфрам, хром, платину, молибден, некоторые силициды (очень распространены, потому что они дешевы, многочисленны и имеют хорошую проводимость) или также золото, в то время как полупроводник обычно представляет собой кремний, легированный N-типом, хотя есть и другие соединения полупроводников. Металлическая сторона является анодом, а полупроводниковая сторона соответствует катоду.

Диод Шоттки отсутствует обедненный слой, и классифицируется как однополярное полупроводниковое устройство, а не биполярное, как PN. Кроме того, ток будет результатом дрейфа основных носителей (электронов) через диод, а поскольку нет P-зоны, нет неосновных носителей (дырок), и при обратном смещении проводимость диода прекратится почти мгновенно. дросселирование потока тока.

Работа диода Шоттки

Относительно Работа диода Шоттки, может действовать несколькими способами в зависимости от поляризации:

• не поляризованный: Без смещения переход MS (являющийся полупроводником N-типа), электроны зоны проводимости или свободные электроны перемещаются из полупроводника в металл, чтобы установить состояние равновесия. Как известно, когда нейтральный атом приобретает электрон, он становится отрицательным ионом, а когда теряет его, становится положительным ионом. Это приведет к тому, что атомы металла станут отрицательными ионами, а атомы на полупроводниковой стороне — положительными, действуя как обедненные области. Поскольку в металле много свободных электронов, ширина, по которой движутся электроны, пренебрежимо мала по сравнению с шириной внутри зоны типа N. Это приводит к тому, что встроенный потенциал (напряжение) находится в основном в зоне N. напряжение будет барьером, с которым сталкиваются электроны в зоне проводимости полупроводника при попытке перейти на сторону металла (лишь небольшое количество электронов перетекает из S в M). Чтобы преодолеть этот барьер, свободным электронам нужна энергия, превышающая встроенное напряжение, иначе не будет тока.
• Прямая поляризация: когда положительный вывод источника питания подключен к металлическому выводу (аноду), а отрицательный вывод - к полупроводнику N-типа (катоду), диод Шоттки смещен в прямом направлении. Это генерирует большое количество свободных электронов в M и S, но они не могут пересечься, если приложенное напряжение не превышает 0.2 В, чтобы преодолеть этот барьер (интегральное напряжение). То есть ток течет.
• Обратная поляризация: В этом случае минусовая клемма блока питания будет подключена к металлической стороне (анод), а плюсовая к полупроводнику N-типа (катод). В этом случае ширина обедненной области увеличивается, и ток перекрывается. Однако не весь ток отключается, поскольку существует небольшой ток утечки из-за термически возбужденных электронов в металле. Если напряжение обратного смещения увеличить, электрический ток будет постепенно увеличиваться из-за ослабления барьера. И если он достигает определенного значения, происходит резкое увеличение электрического тока, разрывая область обеднения и необратимо повреждая диод Шоттки.

Преимущества и недостатки диода Шоттки

Как обычно с любым устройством или системой, у вас всегда есть его преимущества и недостатки. В случае диода Шоттки это:

Преимущества диода Шоттки

• Низкая емкость перехода: В PN-диоде область обеднения образована накопленными зарядами и имеется емкость. В диоде Шоттки эти заряды пренебрежимо малы.
• Быстрое обратное время восстановления: это время, которое требуется диоду, чтобы перейти от ВКЛ (проводящий) к ВЫКЛ (непроводящий), то есть скорость переключения. Это связано с вышесказанным, так как для того, чтобы он перешел из одного состояния в другое, заряды, хранящиеся в области обеднения, должны быть разряжены или устранены, так как в Шоттки они низки, он будет быстрее переходить из одной фазы в другую. .
• высокая плотность тока: еще одним следствием вышеизложенного является то, что небольшого напряжения достаточно для создания большого тока, потому что зона обеднения практически незначительна.
• Низкое прямое падение напряжения или низкое напряжение зажигания: Оно низкое по сравнению с обычным диодом с PN-переходом, обычно оно составляет от 0.2 до 0.3 В, тогда как PN обычно составляет около 0.6 или 0.7 В. То есть для генерации тока требуется меньшее напряжение.
• Высокая эффективность: по сравнению с вышеперечисленным, а это также подразумевает меньшее тепловыделение в цепях большой мощности.
• Подходит для высоких частот: Будучи быстрыми, они могут хорошо работать в радиочастотных приложениях.
• Меньше шума: Диод Шоттки производит меньше нежелательных шумов, чем обычные диоды.

Недостатки диода Шоттки

По сравнению с другими биполярными диодами диод Шоттки имеет только один заметный недостаток:

• Высокий обратный ток насыщения: создает обратный ток насыщения, превышающий PN.

Отличия от диода с PN-переходом

Для получения дополнительной информации о том, какой вклад диод Шоттки может внести в ваш проект, вы можете увидеть предыдущий график с кривыми кремниевых PN и диодов GaAs, а также диода Шоттки для тех же полупроводников. Различия наиболее примечательны:

Возможные применения диода Шоттки

Диоды Шоттки широко используются во многих электронных устройствах. Их уникальные свойства и преимущества по сравнению с другими диодами означают, что они приложения настолько разнообразны, насколько:

• Для радиочастотных цепей.
• как силовые выпрямители.
• Для самых разных источников питания.
• В системах с солнечными панелями для защиты от обратного заряда аккумуляторов, к которым они обычно подключены.
• И многое другое ...

И для этого их можно представить как самостоятельно, так и встроенный в ИС.

где купить эти диоды

Если вам нужны диоды Шоттки для ваших проектов или чтобы начать экспериментировать с ними и лучше понять их, вы можете найти их в различных специализированных магазинах электроники, а также на Amazon. Здесь у вас есть некоторые рекомендации:

• Портфель с 300 диодами разных типов: выпрямители и Шоттки.
• 20 диодов Шоттки 15SQ045
• 20 диодов Шоттки 1N5817