Schottkyjeva dioda: kaj je to in kaj je pri njej posebnega

El schottky dioda je še ena od Elektronske komponente najbolj zanimiv za projekte elektronike. Zelo posebna vrsta diode, ki ima nekaj posebnosti, zaradi katerih je edinstvena in praktična za določene aplikacije. Glede na visoke hitrosti preklopa se pogosto uporablja tudi v TTL logičnih IC.

V tem priročniku boste vedeti, kaj je Schottkyjeva dioda, kdo jo je izumil, njene lastnosti, aplikacije, kje jo lahko kupite itd.

Kaj je dioda?

Un polprevodniška dioda Je elektronska komponenta z 2 priključkoma, ki omogoča kroženje električnega toka skozi njo, vendar le v eno smer, ki blokira prehod v drugo. Zaradi teh lastnosti so zelo uporabni za različne aplikacije, kot so napajalniki. Lahko se uporablja tudi za nadzor.

Tu različne vrste diod, kot so:

• Lavinska dioda ali TVS, ki vodijo v nasprotni smeri, ko povratna napetost preseže napetost prekinitve.
• LED dioda, ki lahko oddaja svetlobo različnih barv, odvisno od sestave. To se zgodi, ko nosilci naboja prečkajo stičišče in oddajajo fotone.
• dioda z učinkom tunela ali Esaki, ki omogoča ojačanje signalov in delovanje pri zelo visokih hitrostih. Uporabljajo se lahko v okoljih z zelo nizkimi temperaturami, velikimi magnetnimi polji in visokim sevanjem zaradi visoke koncentracije naboja.
• Gunnova dioda, podobni tistim iz predora in ki povzročajo negativni upor.
• laserska dioda, podobno kot LED, vendar lahko oddaja laserski žarek.
• termična dioda, lahko služi kot temperaturni senzor, saj je odvisno od tega napetost različna.
• Fotodiode, pritrjena na optične nosilce naboja, torej občutljiva na svetlobo. Uporabljajo se lahko tudi kot svetlobni senzorji.
• PIN dioda, je kot običajno stičišče, vendar z osrednjim delom brez dodatka. To je notranja plast med P in N. Uporabljajo se kot visokofrekvenčna stikala, dušilci ali detektorji ionizirajočega sevanja.
• Schottkyjeva dioda, ta dioda je tista, ki nas zanima za ta članek, gre za diodo s kontaktno kovino, ki ima veliko nižjo prelomno napetost kot PN.
• stabistor ali sprednjo referenčno diodo, ki je sposobna biti izjemno stabilna pri prednji napetosti.
• varicap, dioda s spremenljivo kapacitivnostjo.

Kaj je Schottkyjeva dioda?

El Schottkyjeva dioda je dobila ime po nemškem fiziku Walterju Hermannu Schottkyju., saj ustvari Schottkyjevo pregrado (kovina-polprevodnik ali MS spoj) namesto običajnega polprevodniškega spoja. Zaradi tega ga boste ponekod našli pod imenom Schottkyjeva pregradna dioda ali površinska pregradna dioda.

Zahvaljujoč tej združitvi ima ta dioda a manjši padec napetosti naprej kot PN dioda, in se lahko uporablja v aplikacijah za radiofrekvenčno (RF) in hitro preklapljanje. Druga razlika s silikonsko PN spojno diodo je tudi ta, da ima tipično napetost naprej od 0.6 do 0.75 V, medtem ko je Schottkyjeva 0.15 do 0.45 V. Zaradi manjše potrebe po napetosti se hitreje preklopijo.

Vrnitev k temi sindikat MS, kovina je običajno volfram, krom, platina, molibden, nekateri silicidi (zelo pogosti, ker so poceni, obilni in imajo dobro prevodnost) ali tudi zlato, medtem ko je polprevodnik običajno dopiran silicij N, čeprav obstajajo tudi drugi spojine polprevodniki. Kovinska stran je anoda, medtem ko polprevodniška stran ustreza katodi.

Schottkyjeva dioda nima sloja izčrpavanja, in je razvrščena kot unipolarna polprevodniška naprava in ne kot bipolarna kot PN. Prav tako bo tok posledica večinskih nosilcev (elektronov), ki se premikajo skozi diodo, in ker ni P-območja, ni manjšinskih nosilcev (luknj), in ko je obratno pristransko, se bo prevodnost diode skoraj takoj ustavila, dušenje toka.

Delovanje Schottky diode

Kar se tiče Delovanje Schottky diode, lahko deluje na več načinov, odvisno od polarizacije:

• ni polarizirana: Brez pristranskosti se MS spoj (ki je polprevodnik tipa N), elektroni prevodnega pasu ali prosti elektroni premikajo od polprevodnika do kovine, da vzpostavijo ravnotežno stanje. Kot veste, ko nevtralen atom pridobi elektron, postane negativni ion, ko ga izgubi, pa postane pozitiven ion. To bo povzročilo, da bodo kovinski atomi postali negativni ioni, tisti na polprevodniški strani pa pozitivni, ki bodo delovali kot območja izčrpavanja. Ker ima kovina veliko prostih elektronov, je širina, skozi katero se gibljejo elektroni, zanemarljiva v primerjavi s širino znotraj cone tipa N. Posledica tega je, da je vgrajeni potencial (napetost) predvsem v območju N. vgrajen napetost bi bila ovira, na katero naletijo elektroni v prevodnem pasu polprevodnika, ko poskušajo preiti na kovinsko stran (le majhno število elektronov teče od S do M). Da bi premagali to oviro, prosti elektroni potrebujejo energijo, večjo od vgrajene napetosti, sicer ne bo toka.
• Neposredna polarizacija: Ko je pozitivni terminal vira napajanja priključen na kovinski terminal (anodo) in negativni terminal na polprevodnik tipa N (katodo), je Schottkyjeva dioda prednapeta. To ustvari veliko število prostih elektronov v M in S, vendar ne morejo prečkati, razen če uporabljena napetost preseže 0.2 V, da bi premagali to oviro (integrirana napetost). Se pravi, tok teče.
• Povratna polarizacija: V tem primeru bo negativni terminal napajalnika priključen na kovinsko stran (anodo), pozitivni pa na polprevodnik tipa N (katoda). V tem primeru se širina območja izčrpavanja poveča in tok se prekine. Vendar ni ves tok odrezan, saj je zaradi toplotno vzbujenih elektronov v kovini majhen tok uhajanja. Če se povratna napetost poveča, se bo električni tok postopoma povečeval zaradi oslabitve pregrade. In če doseže določeno vrednost, pride do nenadnega povečanja električnega toka, ki prekine območje izčrpavanja in trajno poškoduje Schottkyjevo diodo.

Prednosti in slabosti Schottky diode

Kot običajno pri vsaki napravi ali sistemu, vedno imate njegove prednosti in slabosti. V primeru Schottky diode so:

Prednosti Schottky diode

• Nizka kapacitivnost spoja: V PN diodi območje izčrpavanja tvorijo shranjeni naboji in obstaja kapacitivnost. V Schottkyjevi diodi so ti naboji zanemarljivi.
• Hiter povratni čas okrevanja: je čas, ki ga dioda potrebuje, da preide iz stanja ON (prevodno) v OFF (neprevodno), to je preklopna hitrost. To je povezano z zgoraj navedenim, saj je treba za prehod iz enega stanja v drugo naboje, shranjene v območju izčrpavanja, izprazniti ali odstraniti, saj so v Schottkyjevem nizu, bodo hitreje prehajali iz ene faze v drugo. .
• visoka gostota toka: še ena posledica zgornjega je, da je majhna napetost dovolj za proizvodnjo velikega toka, ker je območje izčrpavanja skoraj zanemarljivo.
• Nizek padec napetosti naprej ali nizka napetost vžiga: V primerjavi z običajno PN spojno diodo je nizka, običajno je 0.2 V do 0.3 V, medtem ko so PN običajno okoli 0.6 ali 0.7 V. To pomeni, da je za ustvarjanje toka potrebna manjša napetost.
• Visoka učinkovitost: glede na zgoraj navedeno, kar pomeni tudi manjše odvajanje toplote v tokokrogih velike moči.
• Primerno za visoke frekvence: Ker so hitri, lahko dobro delujejo v RF aplikacijah.
• Manj hrupa: Schottkyjeva dioda proizvaja manj neželenega šuma kot običajne diode.

Slabosti Schottky diode

V primerjavi z drugimi bipolarnimi diodami ima Schottkyjeva dioda le eno opazno pomanjkljivost:

• Visok povratni tok nasičenja: proizvaja povratni tok nasičenja, večji od PN.

Razlike s PN spojno diodo

Za več informacij o tem, kaj lahko Schottkyjeva dioda prispeva k vašemu projektu, si lahko ogledate prejšnji graf s krivuljami PN silicijevih in GaAs diod ter Schottkyjevim tipom za te iste polprevodnike. Razlike najbolj opazni so:

Možne uporabe Schottky diode

Schottkyjeve diode so zelo pogoste v številnih elektronskih izdelkih. Njihove edinstvene lastnosti in prednosti pred drugimi diodami pomenijo, da jih imajo tako raznolike aplikacije kot:

• Za RF vezja.
• kot močnostni usmerniki.
• Za zelo raznolike napajalnike.
• V sistemih s sončnimi paneli za zaščito pred povratnim polnjenjem baterij, na katere so običajno priključeni.
• In še veliko več ...

In za to jih je mogoče predstaviti neodvisno, kot vgrajeni v IC.

kje kupiti te diode

Če potrebujete Schottkyjeve diode za svoje projekte ali da začnete z njimi eksperimentirati in jih bolje razumeti, jih lahko najdete v različnih specializiranih trgovinah z elektroniko, pa tudi na Amazonu. Tukaj imaš nekaj priporočil:

• Aktovka s 300 diodami različnih vrst: usmerniki in Schottky.
• 20 Schottky diod 15SQ045
• 20 Schottky diod 1N5817