El schottky diod är en annan av Elektroniska komponenter mest intressant för elektronikprojekt. En mycket speciell typ av diod som har några egenheter som gör den unik och praktisk för vissa applikationer. Med tanke på dess höga växlingshastigheter används den också flitigt i TTL-logiska IC:er.
I den här guiden kommer du vet vad det är Schottky-dioden, vem som uppfann den, dess egenskaper, applikationer, var du kan köpa den, etc.
Vad är en diod?
Un halvledardiod Det är en elektronisk komponent med 2 terminaler som tillåter cirkulation av elektrisk ström genom den, men bara i en riktning, vilket blockerar passagen till den andra. Dessa egenskaper gör dem mycket användbara för olika applikationer, såsom strömförsörjning. Den kan också användas för kontroll.
Det olika typer av dioder, till exempel:
- Lavindiod eller TVS, som leder i motsatt riktning när backspänningen överstiger genomslagsspänningen.
- LED-diod, som kan avge ljus i olika färger beroende på kompositionen. Detta händer när laddningsbärare passerar korsningen och avger fotoner.
- tunneleffektdiod eller Esaki, som gör det möjligt att förstärka signaler och arbeta i mycket höga hastigheter. De kan användas i miljöer med mycket låga temperaturer, höga magnetfält och hög strålning på grund av hög laddningskoncentration.
- Gunn diod, liknande de i tunneln och som ger ett negativt motstånd.
- laserdiod, liknar LED, men kan avge en laserstråle.
- termisk diod, kan fungera som en temperatursensor, eftersom spänningen varierar beroende på den.
- Fotodioder, fästa på optiska laddningsbärare, det vill säga känsliga för ljus. De kan även användas som ljussensorer.
- PIN-diod, är som en vanlig korsning, men med en central sektion utan dopningsmedel. Det vill säga ett inneboende lager mellan P och N. De används som högfrekvensbrytare, dämpare eller detektorer för joniserande strålning.
- Schottky -diod, denna diod är den som intresserar oss för denna artikel, det är en diod med kontaktmetall som har en mycket lägre genombrottsspänning än PN.
- stabistor eller framåtriktad referensdiod, som kan vara extremt stabil i framspänning.
- varicap, en diod med variabel kapacitans.
Vad är en Schottky-diod?
El Schottky-dioden fick sitt namn efter den tyske fysikern Walter Hermann Schottky., eftersom det skapar en Schottky-barriär (metall-halvledare eller MS-övergång) istället för att använda en konventionell halvledarövergång. Av den anledningen hittar du den på vissa ställen under namnet Schottky barriärdiod eller ytbarriärdiod.
Tack vare den föreningen har denna diod en lägre framspänningsfall än PN-diod, och kan användas i radiofrekvens (RF) och höghastighetsväxlingsapplikationer. En annan skillnad med kisel PN-övergångsdioden är att den har en typisk framspänning på 0.6 till 0.75V, medan Schottky är 0.15 till 0.45V. Det lägre behovet av spänning är det som gör att de växlar snabbare.
Återgår till ämnet för MS-facket, metallen är vanligtvis volfram, krom, platina, molybden, vissa silicider (mycket vanliga eftersom de är billiga, rikliga och har god ledningsförmåga), eller även guld, medan halvledaren vanligtvis är N-typ dopat kisel, även om det även finns andra sammansättningar av halvledare. Den metalliska sidan är anoden, medan halvledarsidan motsvarar katoden.
Schottky-dioden saknar utarmningslager, och klassificeras som en unipolär halvledarenhet, snarare än bipolär som PNs. Strömmen kommer också att vara resultatet av majoritetsbärare (elektroner) som driver genom dioden, och eftersom det inte finns någon P-zon, finns det inga minoritetsbärare (hål), och när den är förspänd i backriktningen kommer dioden att sluta nästan omedelbart, stryper strömflödet.
Schottky-dioddrift
Beträffande Schottky-dioddrift, kan agera på flera sätt beroende på polariseringen:
- inte polariserad: Utan bias rör sig MS-övergången (som är halvledaren av N-typ), ledningsbandets elektroner eller fria elektroner från halvledaren till metallen för att upprätta ett jämviktstillstånd. Som ni vet, när en neutral atom får en elektron blir den en negativ jon, och när den förlorar den blir den en positiv jon. Det kommer att göra att metallatomerna blir negativa joner och de på halvledarsidan till positiva, och fungerar som utarmningsområden. Eftersom metallen har många fria elektroner är bredden över vilken elektronerna rör sig försumbar jämfört med bredden inom zonen av N-typ, vilket resulterar i att den inbyggda potentialen (spänningen) huvudsakligen ligger i N-zonen. spänning skulle vara den barriär som elektroner möter i halvledarens ledningsband när de försöker passera till metallsidan (endast ett litet antal elektroner strömmar från S till M). För att övervinna denna barriär behöver de fria elektronerna en energi som är större än den inbyggda spänningen, annars blir det ingen ström.
- Direkt polarisering: När den positiva terminalen på strömkällan är ansluten till metallterminalen (anod) och den negativa terminalen till halvledaren av N-typ (katod), är Schottky-dioden framåtspänd. Det genererar ett stort antal fria elektroner i M och S, men de kan inte korsa om inte den applicerade spänningen överstiger 0.2v, för att övervinna den barriären (integrerad spänning). Det vill säga strömmen flyter.
- Omvänd polarisering: I det här fallet kommer den negativa terminalen på strömförsörjningen att anslutas till metallsidan (anod), och den positiva till halvledaren av N-typ (katod). I så fall ökar utarmningsområdets bredd och strömflödet avbryts. Inte all ström är dock avstängd, eftersom det finns ett litet läckströmflöde på grund av termiskt exciterade elektroner i metallen. Om den omvända förspänningen ökas kommer den elektriska strömmen gradvis att öka på grund av försvagningen av barriären. Och om det når ett visst värde uppstår en plötslig ökning av elektrisk ström, vilket bryter utarmningsområdet och skadar Schottky-dioden permanent.
Fördelar och nackdelar med Schottky-dioden
Som vanligt med vilken enhet eller system som helst, har du alltid gjort det dess fördelar och nackdelar. När det gäller Schottky-dioden är de:
Schottky Diode Fördelar
- Låg korsningskapacitans: I en PN-diod bildas utarmningsområdet av lagrade laddningar och det finns en kapacitans. I Schottky-dioden är dessa laddningar försumbara.
- Snabb omvänd återhämtningstid: är den tid det tar för dioden att gå från PÅ (ledande) till AV (icke-ledande), det vill säga kopplingshastigheten. Detta är relaterat till ovanstående, eftersom för att det ska kunna passera från ett tillstånd till ett annat måste laddningarna som lagras i utarmningsområdet urladdas eller elimineras, eftersom de är låga i Schottky, kommer det att gå från en fas till en annan snabbare .
- hög strömtäthet: en annan konsekvens av ovanstående är att en liten spänning räcker för att producera en stor ström eftersom utarmningszonen är nästan försumbar.
- Lågt framåtspänningsfall eller låg tändspänning: Den är låg jämfört med den vanliga PN-övergångsdioden, den är vanligtvis 0.2v till 0.3v, medan PNs vanligtvis är runt 0.6 eller 0.7v. Det vill säga mindre spänning behövs för att generera strömflöde.
- Hög effektivitet: i förhållande till ovanstående, och detta innebär också mindre värmeavledning i högeffektkretsar.
- Lämplig för höga frekvenser: Eftersom de är snabba kan de fungera bra i RF-tillämpningar.
- Mindre ljud: Schottky-dioder producerar mindre oönskat brus än konventionella dioder.
Schottky Diode Nackdelar
Jämfört med andra bipolära dioder har Schottky-dioden bara en märkbar nackdel:
- Hög omvänd mättnadsström: producerar en omvänd mättnadsström som är större än en PN.
Skillnader med en PN-övergångsdiod
För mer information om vad en Schottky-diod kan bidra med till ditt projekt, kan du se föregående graf med kurvorna för PN-kisel- och GaAs-dioderna, och Schottky-typen för samma halvledare. Skillnaderna mest anmärkningsvärda är:
| Schottky -diod | PN Junction Diode |
| Metall-halvledarövergång typ N | PN-halvledarövergång. |
| Lågt framåtspänningsfall. | Högt framåtspänningsfall. |
| Låg omvänd återhämtningsförlust och återhämtningstid. | Hög omvänd återhämtningsförlust och omvänd återhämtningstid. |
| Den är unipolär. | Han är bipolär. |
| Strömmen produceras enbart av elektronernas rörelse. | Ström produceras genom rörelse av hål och elektroner. |
| Växlingshastighet. | Växlar långsamt. |
Möjliga tillämpningar av Schottky-dioden
Schottky-dioder är mycket vanliga i många elektroniska produkter. Deras unika egenskaper och fördelar gentemot andra dioder betyder att de har applikationer så olika som:
- För RF-kretsar.
- som kraftlikriktare.
- För mycket olika strömförsörjningar.
- I system med solpaneler för att skydda dem från omvänd laddning av de batterier som de vanligtvis är anslutna till.
- Och mycket mer ...
Och för detta kan de presenteras både oberoende, som inbäddade i IC:er.
var man kan köpa dessa dioder
Om du behöver Schottky-dioder för dina projekt eller för att börja experimentera med dem och förstå dem bättre, kan du hitta dem i olika specialelektronikbutiker, såväl som på Amazon. Här har du några rekommendationer:
- Portfölj med 300 dioder av olika typer: likriktare och Schottky.
- 20 Schottky-dioder 15SQ045
- 20 Schottky-dioder 1N5817