Schottkyho dióda: čo to je a čo je na nej zvláštne

El schottkyho dióda je ďalší z Elektronické komponenty najzaujímavejšie pre elektronické projekty. Veľmi špecifický typ diódy, ktorý má niektoré zvláštnosti, vďaka ktorým je jedinečný a praktický pre určité aplikácie. Vzhľadom na jeho vysoké rýchlosti spínania je tiež široko používaný v TTL logických integrovaných obvodoch.

V tejto príručke budete vedieť, čo to je Schottkyho dióda, kto ju vynašiel, jej vlastnosti, aplikácie, kde ju môžete kúpiť atď.

Čo je to dióda?

Un polovodičová dióda Je to elektronická súčiastka s 2 svorkami, ktorá umožňuje cirkuláciu elektrického prúdu cez ňu, ale iba v jednom smere, čím blokuje prechod do druhého. Vďaka týmto vlastnostiam sú veľmi užitočné pre rôzne aplikácie, ako sú napríklad napájacie zdroje. Dá sa použiť aj na ovládanie.

Tam rôzne typy diód, ako napríklad:

• Lavínová dióda alebo TVS, ktoré vedú v opačnom smere, keď spätné napätie prekročí prierazné napätie.
• LED dióda, schopné vyžarovať svetlo rôznych farieb v závislosti od zloženia. To sa stane, keď nosiče náboja prejdú cez križovatku a vyžarujú fotóny.
• dióda s tunelovým efektom alebo Esaki, ktorý umožňuje zosilniť signály a pracovať pri veľmi vysokých rýchlostiach. Môžu byť použité v prostrediach s veľmi nízkymi teplotami, vysokými magnetickými poľami a vysokou radiáciou v dôsledku vysokej koncentrácie náboja.
• Gunnova dióda, podobné tým v tuneli a ktoré vytvárajú negatívny odpor.
• laserová dióda, podobne ako LED, ale môže vyžarovať laserový lúč.
• tepelná dióda, môže slúžiť ako snímač teploty, pretože v závislosti od toho sa napätie mení.
• Fotodiódy, pripojený k optickým nosičom náboja, teda citlivý na svetlo. Môžu byť tiež použité ako svetelné senzory.
• PIN dióda, je ako bežná križovatka, ale so stredovou časťou bez dopantu. Teda vnútorná vrstva medzi P a N. Používajú sa ako vysokofrekvenčné spínače, atenuátory alebo detektory ionizujúceho žiarenia.
• Schottkyho dióda, táto dióda je tá, ktorá nás zaujíma pre tento článok, je to dióda s kontaktným kovom, ktorá má oveľa nižšie prierazné napätie ako PN.
• stabistor alebo dopredná referenčná dióda, schopná byť extrémne stabilná v priepustnom napätí.
• varicap, dióda s premenlivou kapacitou.

Čo je to Schottkyho dióda?

El Schottkyho dióda bola pomenovaná po nemeckom fyzikovi Walterovi Hermannovi Schottkym., pretože vytvára Schottkyho bariéru (kov-polovodič alebo MS prechod) namiesto použitia konvenčného polovodičového prechodu. Z toho dôvodu ju na niektorých miestach nájdete pod názvom Schottkyho bariérová dióda alebo povrchová bariérová dióda.

Vďaka tomuto spojeniu má táto dióda a nižší úbytok napätia vpred ako PN diódaa možno ich použiť v rádiofrekvenčných (RF) a vysokorýchlostných spínacích aplikáciách. Ďalším rozdielom oproti kremíkovej PN prechodovej dióde je to, že má typické dopredné napätie 0.6 až 0.75 V, zatiaľ čo Schottkyho dióda je 0.15 až 0.45 V. Vďaka nižšej potrebe napätia sa prepínajú rýchlejšie.

Vraciame sa k téme zväzu MSkov je zvyčajne volfrám, chróm, platina, molybdén, niektoré silicidy (veľmi časté, pretože sú lacné, hojné a majú dobrú vodivosť), alebo tiež zlato, pričom polovodičom je zvyčajne dopovaný kremík typu N, aj keď existujú aj iné zlúčeniny polovodičov. Kovová strana je anóda, zatiaľ čo polovodičová strana zodpovedá katóde.

Schottkyho dióda chýba vrstva vyčerpaniaa je klasifikovaný ako unipolárne polovodičové zariadenie, a nie ako bipolárne PN. Prúd bude tiež výsledkom unášania väčšinových nosičov (elektrónov) cez diódu, a keďže neexistuje žiadna P-zóna, nie sú tam žiadne menšinové nosiče (diery), a keď dôjde k spätnému predpätiu, vedenie diódy sa takmer okamžite zastaví. škrtenie toku prúdu.

Prevádzka Schottkyho diódy

Pokiaľ ide o Prevádzka Schottkyho diódy, môže pôsobiť niekoľkými spôsobmi v závislosti od polarizácie:

• nie polarizované: Bez predpätia sa prechod MS (ktorý je polovodičom typu N), elektróny vodivého pásma alebo voľné elektróny pohybujú z polovodiča do kovu, aby sa ustanovil rovnovážny stav. Ako viete, keď neutrálny atóm získa elektrón, stane sa negatívnym iónom a keď ho stratí, stane sa pozitívnym iónom. To spôsobí, že sa z atómov kovu stanú záporné ióny a z atómov na polovodičovej strane kladné, pôsobiace ako oblasti vyčerpania. Keďže kov má veľa voľných elektrónov, šírka, cez ktorú sa elektróny pohybujú, je zanedbateľná v porovnaní so šírkou v rámci zóny typu N. Výsledkom je, že vstavaný potenciál (napätie) je hlavne v zóne N. napätie by bolo bariérou, na ktorú by narazili elektróny vo vodivom pásme polovodiča pri pokuse o prechod na stranu kovu (len malý počet elektrónov prúdi z S do M). Na prekonanie tejto bariéry potrebujú voľné elektróny energiu väčšiu ako je zabudované napätie, inak nebude prúd.
• Priama polarizácia: Keď je kladná svorka napájacieho zdroja pripojená ku kovovej svorke (anóda) a záporná svorka k polovodiču typu N (katóda), Schottkyho dióda je predpätá dopredu. To generuje veľké množstvo voľných elektrónov v M a S, ale nemôžu prechádzať, pokiaľ aplikované napätie nepresiahne 0.2 V, aby prekonali túto bariéru (integrované napätie). To znamená, že prúd tečie.
• Reverzná polarizácia: V tomto prípade bude záporný pól napájacieho zdroja pripojený ku kovovej strane (anóda) a kladný k polovodiču typu N (katóda). V tomto prípade sa šírka oblasti vyčerpania zväčší a tok prúdu sa preruší. Nie je však prerušený všetok prúd, pretože dochádza k malému toku unikajúceho prúdu v dôsledku tepelne excitovaných elektrónov v kove. Ak sa zvýši spätné predpätie, elektrický prúd sa bude postupne zvyšovať v dôsledku oslabenia bariéry. A ak dosiahne určitú hodnotu, dôjde k náhlemu zvýšeniu elektrického prúdu, prerušeniu oblasti vyčerpania a trvalému poškodeniu Schottkyho diódy.

Výhody a nevýhody Schottkyho diódy

Ako obvykle pri akomkoľvek zariadení alebo systéme, vždy máte jeho výhody a nevýhody. V prípade Schottkyho diódy sú to:

Výhody Schottkyho diódy

• Nízka spojovacia kapacita: V PN dióde je oblasť vyčerpania tvorená uloženými nábojmi a je tu kapacita. V Schottkyho dióde sú tieto náboje zanedbateľné.
• Rýchla spätná doba zotavenia: je čas, za ktorý dióda prejde zo zapnutia (vodivá) do vypnutia (nevodivá), to znamená rýchlosť spínania. Súvisí to s vyššie uvedeným, pretože na to, aby prešiel z jedného stavu do druhého, musia byť náboje uložené v oblasti vyčerpania vybité alebo eliminované, pretože v Schottkyho sú nízke, prejdú z jednej fázy do druhej rýchlejšie .
• vysoká prúdová hustota: Ďalším dôsledkom vyššie uvedeného je, že na výrobu veľkého prúdu stačí malé napätie, pretože zóna vyčerpania je takmer zanedbateľná.
• Nízky pokles napätia vpred alebo nízke napätie zapaľovania: V porovnaní s bežnou PN prechodovou diódou je nízka, zvyčajne je 0.2 V až 0.3 V, zatiaľ čo PN sú zvyčajne okolo 0.6 alebo 0.7 V. To znamená, že na generovanie prúdu je potrebné menšie napätie.
• Vysoká účinnosť: v porovnaní s vyššie uvedeným, a to tiež znamená menší rozptyl tepla vo vysokovýkonných obvodoch.
• Vhodné pre vysoké frekvencie: Keďže sú rýchle, môžu dobre fungovať v aplikáciách RF.
• Menej hluku: Schottkyho dióda produkuje menej nežiaduceho šumu ako bežné diódy.

Nevýhody Schottkyho diódy

V porovnaní s inými bipolárnymi diódami má Schottkyho dióda iba jednu výraznú nevýhodu:

• Vysoký spätný saturačný prúd: vytvára spätný saturačný prúd väčší ako PN.

Rozdiely s PN prechodovou diódou

Pre viac informácií o tom, čo môže Schottkyho dióda prispieť k vášmu projektu, si môžete pozrieť predchádzajúci graf s krivkami PN kremíkových a GaAs diód a typu Schottky pre tie isté polovodiče. Rozdiely najpozoruhodnejšie sú:

Možné aplikácie Schottkyho diódy

Schottkyho diódy sú veľmi bežné v mnohých elektronických produktoch. Ich jedinečné vlastnosti a výhody oproti iným diódam znamenajú, že majú aplikácie tak rozmanité ako:

• Pre RF obvody.
• ako usmerňovače výkonu.
• Pre veľmi rôznorodé napájacie zdroje.
• V systémoch so solárnymi panelmi na ich ochranu pred spätným nabíjaním batérií, ku ktorým sú zvyčajne pripojené.
• A ešte oveľa viac ...

A preto môžu byť prezentované nezávisle, ako zabudované v integrovaných obvodoch.

kde kúpiť tieto diódy

Ak potrebujete Schottkyho diódy pre svoje projekty alebo s nimi začať experimentovať a lepšie im rozumieť, nájdete ich v rôznych špecializovaných obchodoch s elektronikou, ako aj na Amazone. Nech sa páči niektoré odporúčania:

• Aktovka s 300 diódami rôznych typov: usmerňovače a Schottkyho.
• 20 Schottkyho diód 15SQ045
• 20 Schottkyho diód 1N5817