El Đèn Schottky là một trong những Linh kiện điện tử thú vị nhất cho các dự án điện tử. Một loại diode rất đặc biệt có một số đặc thù khiến nó trở nên độc đáo và thiết thực cho một số ứng dụng nhất định. Với tốc độ chuyển mạch cao, nó cũng được sử dụng rộng rãi trong các IC logic TTL.
Trong hướng dẫn này, bạn sẽ biết nó là gì diode Schottky, người đã phát minh ra nó, các đặc tính, ứng dụng của nó, bạn có thể mua nó ở đâu, v.v.
Diode là gì?
Un điốt bán dẫn Nó là một linh kiện điện tử có 2 đầu cuối cho phép dòng điện lưu thông qua nó, nhưng chỉ theo một hướng, chặn dòng điện sang đầu kia. Những đặc tính này làm cho chúng rất hữu ích cho các ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như nguồn điện. Nó cũng có thể được sử dụng để kiểm soát.
đó các loại điốt, chẳng hạn như:
- Diode tuyết lở hoặc TVS, dẫn theo chiều ngược lại khi điện áp ngược vượt quá điện áp đánh thủng.
- Điốt LED, có khả năng phát ra ánh sáng với nhiều màu sắc khác nhau tùy theo thành phần. Điều này xảy ra khi các hạt tải điện đi qua đường giao nhau và phát ra các photon.
- điốt hiệu ứng đường hầm hoặc Esaki, cho phép khuếch đại tín hiệu và hoạt động với tốc độ rất cao. Chúng có thể được sử dụng trong môi trường có nhiệt độ quá thấp, từ trường cao và bức xạ cao do nồng độ điện tích cao.
- Điốt Gunn, tương tự như của đường hầm và tạo ra một điện trở tiêu cực.
- diode laser, tương tự như đèn LED, nhưng có thể phát ra chùm tia laze.
- diode nhiệt, có thể hoạt động như một cảm biến nhiệt độ, vì tùy thuộc vào nó, điện áp khác nhau.
- Điốt quang, được gắn với các hạt mang điện tích quang học, tức là, nhạy cảm với ánh sáng. Chúng cũng có thể được sử dụng làm cảm biến ánh sáng.
- Diode mã PIN, giống như một đường giao nhau bình thường, nhưng với phần trung tâm không có chất pha tạp. Đó là, một lớp nội tại giữa P và N. Chúng được sử dụng làm công tắc tần số cao, bộ suy giảm hoặc máy dò bức xạ ion hóa.
- Đèn Schottky, diode này là điểm mà chúng tôi quan tâm trong bài viết này, nó là một diode có kim loại tiếp xúc có điện áp đánh thủng thấp hơn nhiều so với PN.
- điện trở hoặc diode tham chiếu thuận, có khả năng cực kỳ ổn định ở điện áp thuận.
- varicap, một diode có điện dung thay đổi được.
Diode Schottky là gì?
El Diode Schottky được đặt theo tên của nhà vật lý người Đức Walter Hermann Schottky., vì nó tạo ra một rào cản Schottky (mối nối kim loại-bán dẫn hoặc MS) thay vì sử dụng mối nối bán dẫn thông thường. Vì lý do đó, ở một số nơi bạn sẽ tìm thấy nó dưới cái tên Diode rào cản Schottky hoặc Diode rào cản bề mặt.
Nhờ sự kết hợp đó, diode này có một giảm điện áp chuyển tiếp thấp hơn so với diode PN, và có thể được sử dụng trong các ứng dụng chuyển mạch tần số vô tuyến (RF) và tốc độ cao. Ngoài ra, một sự khác biệt khác với diode tiếp giáp silicon PN là nó có điện áp chuyển tiếp điển hình là 0.6 đến 0.75V, trong khi Schottky là 0.15 đến 0.45V. Nhu cầu điện áp thấp hơn đó là điều khiến chúng chuyển đổi nhanh hơn.
Trở lại chủ đề của công đoàn MS, kim loại thường là vonfram, crom, bạch kim, molypden, một số silicit (rất phổ biến vì chúng rẻ, dồi dào và dẫn điện tốt), hoặc cũng có thể là vàng, trong khi chất bán dẫn thường là silicon pha tạp loại N, mặc dù cũng có những hợp chất bán dẫn. Mặt kim loại là cực dương, trong khi mặt bán dẫn tương ứng với cực âm.
Diode Schottky thiếu lớp cạn kiệt, và được phân loại là thiết bị bán dẫn đơn cực, chứ không phải lưỡng cực như PN. Ngoài ra, dòng điện sẽ là kết quả của phần lớn hạt tải điện (điện tử) trôi qua diode, và vì không có vùng P, không có hạt tải điện thiểu số (lỗ trống), và khi phân cực ngược, sự dẫn điện của diode sẽ dừng gần như ngay lập tức, điều chỉnh dòng chảy của dòng điện.
Hoạt động của diode Schottky
Khi đến Hoạt động của diode Schottky, có thể hoạt động theo một số cách tùy thuộc vào sự phân cực:
- không phân cực: Không có phân cực, tiếp giáp MS (là bán dẫn loại N), các điện tử vùng dẫn hoặc các điện tử tự do di chuyển từ bán dẫn sang kim loại để thiết lập trạng thái cân bằng. Như bạn đã biết, khi một nguyên tử trung hòa nhận được electron thì nó sẽ trở thành ion âm và khi mất đi nó sẽ trở thành ion dương. Điều đó sẽ làm cho các nguyên tử kim loại trở thành ion âm và những nguyên tử ở mặt bán dẫn trở thành dương, đóng vai trò là vùng cạn kiệt. Vì kim loại có nhiều điện tử tự do nên chiều rộng mà các điện tử di chuyển không đáng kể so với chiều rộng trong vùng loại N. Điều này dẫn đến thế (hiệu điện thế) tích hợp chủ yếu ở vùng N. điện áp sẽ là rào cản mà các điện tử trong vùng dẫn của chất bán dẫn gặp phải khi cố gắng truyền tới mặt kim loại (chỉ có một số lượng nhỏ các điện tử di chuyển từ S đến M). Để vượt qua rào cản này, các electron tự do cần một năng lượng lớn hơn hiệu điện thế tích hợp nếu không sẽ không có dòng điện.
- Phân cực trực tiếp: Khi cực dương của nguồn điện được nối với cực kim loại (cực dương) và cực âm với chất bán dẫn loại N (cực âm), điốt Schottky được phân cực thuận. Điều đó tạo ra một số lượng lớn các electron tự do trong M và S, nhưng chúng không thể vượt qua trừ khi điện áp đặt vào vượt quá 0.2v, để vượt qua rào cản đó (điện áp tích hợp). Đó là, dòng điện chạy qua.
- Phân cực ngược: Trong trường hợp này, cực âm của nguồn điện sẽ được nối với mặt kim loại (cực dương) và cực dương với chất bán dẫn loại N (cực âm). Trong trường hợp đó, chiều rộng của vùng suy giảm tăng lên và dòng hiện tại bị cắt. Tuy nhiên, không phải tất cả dòng điện đều bị cắt, vì có một dòng điện rò nhỏ do các điện tử kích thích nhiệt trong kim loại. Nếu tăng hiệu điện thế phân cực ngược thì cường độ dòng điện tăng dần do vật chắn yếu đi. Và nếu nó đạt đến một giá trị nhất định, dòng điện tăng đột ngột sẽ xảy ra, phá vỡ vùng suy giảm và làm hỏng diode Schottky vĩnh viễn.
Ưu điểm và nhược điểm của diode Schottky
Như thường lệ với bất kỳ thiết bị hoặc hệ thống nào, bạn luôn có ưu nhược điểm của nó. Trong trường hợp của diode Schottky, chúng là:
Ưu điểm của Diode Schottky
- Điện dung mối nối thấp: Trong một diode PN, vùng suy giảm được hình thành bởi các điện tích tích trữ và có một điện dung. Trong diode Schottky, các điện tích này không đáng kể.
- Thời gian phục hồi đảo ngược nhanh chóng: là thời gian diode cần để đi từ BẬT (dẫn điện) sang TẮT (không dẫn điện), tức là tốc độ chuyển mạch. Điều này liên quan đến điều trên, vì để nó truyền từ trạng thái này sang trạng thái khác, các điện tích được lưu trữ trong vùng cạn kiệt phải được xả hoặc loại bỏ, vì chúng ở mức thấp trong Schottky, nó sẽ truyền từ pha này sang pha khác nhanh hơn. .
- mật độ dòng điện cao: một hệ quả khác của điều trên là hiệu điện thế nhỏ cũng đủ tạo ra dòng lớn vì vùng suy giảm hầu như không đáng kể.
- Giảm điện áp chuyển tiếp thấp hoặc điện áp đánh lửa thấp: Nó thấp so với diode tiếp giáp PN thông thường, nó thường là 0.2v đến 0.3v, trong khi các PN thường khoảng 0.6 hoặc 0.7v. Nghĩa là, cần ít điện áp hơn để tạo ra dòng điện.
- Hiệu quả cao: so với ở trên, và điều này cũng ngụ ý rằng tản nhiệt ít hơn trong các mạch công suất cao.
- Thích hợp cho tần số cao: Tốc độ nhanh, chúng có thể hoạt động tốt trong các ứng dụng RF.
- Ít tiếng ồn: Điốt Schottky ít tạo ra tiếng ồn không mong muốn hơn so với điốt thông thường.
Nhược điểm của Diode Schottky
So với các điốt lưỡng cực khác, điốt Schottky chỉ có một nhược điểm đáng chú ý:
- Dòng bão hòa ngược cao: tạo ra dòng bão hòa ngược lớn hơn PN.
Sự khác biệt với một diode tiếp giáp PN
Để biết thêm thông tin về những gì một điốt Schottky có thể đóng góp cho dự án của bạn, bạn có thể xem biểu đồ trước với các đường cong của điốt silicon PN và GaAs cũng như loại Schottky cho cùng các chất bán dẫn đó. Sự khác biệt đáng chú ý nhất là:
| Đèn Schottky | Điốt nối PN |
| Mối nối kim loại-bán dẫn loại N | Tiếp giáp bán dẫn PN. |
| Giảm điện áp phía trước thấp. | Giảm điện áp phía trước cao. |
| Tổn thất và thời gian phục hồi ngược thấp. | Mất mát khôi phục ngược cao và thời gian khôi phục ngược. |
| Nó là đơn cực. | Anh ấy là người lưỡng cực. |
| Dòng điện chỉ được tạo ra bởi sự chuyển động của các electron. | Dòng điện được tạo ra bởi sự chuyển động của các lỗ trống và các electron. |
| Tốc độ chuyển mạch. | Chuyển mạch chậm. |
Các ứng dụng có thể có của diode Schottky
Điốt Schottky rất phổ biến trong nhiều sản phẩm điện tử. Các đặc tính và ưu điểm độc đáo của chúng so với các điốt khác có nghĩa là chúng có các ứng dụng đa dạng như:
- Đối với mạch RF.
- như bộ chỉnh lưu điện.
- Đối với các bộ nguồn rất đa dạng.
- Trong các hệ thống có tấm pin mặt trời để bảo vệ chúng khỏi việc sạc ngược pin mà chúng thường được kết nối.
- Và nhiều hơn nữa ...
Và đối với điều này, chúng có thể được trình bày độc lập, như nhúng trong vi mạch.
mua những điốt này ở đâu
Nếu bạn cần điốt Schottky cho các dự án của mình hoặc để bắt đầu thử nghiệm và hiểu rõ hơn về chúng, bạn có thể tìm thấy chúng tại các cửa hàng điện tử chuyên dụng khác nhau, cũng như trên Amazon. Ở đây bạn có một số khuyến nghị: