Co to jest dioda Schottky'ego?

Czy ktoś może mi powiedzieć, co to jest dioda Schottky'ego? Schemat? Symbol? Gdzie jest używany? Mam na myśli, w jakiego rodzaju obwodach jest używany? I do czego służy?

Szukałem online, ale nie znalazłem tego, czego szukam.

Zwykłe diody półprzewodnikowe są połączeniem materiału półprzewodnikowego N i P. Okazuje się, że można zrobić diodę z czegoś w rodzaju połowy złącza półprzewodnikowego.

Diody Schottky są połączeniem z jednej strony półprzewodnikiem P lub N, ale z drugiej strony tylko metalem. Wynik nadal działa jak dioda, ale ma następujące różnice w stosunku do konstrukcji obwodu:

1. Spadek do przodu wynosi około połowy. Jest to bardzo przydatne w zastosowaniach wysokoprądowych, ponieważ dioda rozprasza mniej energii. Pomaga także w wydajności przełączania aplikacji zasilających.

2. Odwrotny wyciek jest znacznie wyższy, szczególnie w wysokich temperaturach. Jest to coś, na co musisz uważać i odpowiednio projektować. Spójrz na arkusz danych zwykłej diody Schottky'ego, na przykład 1N5818. Możesz być zaskoczony, jak bardzo może przeciekać do tyłu, szczególnie w wysokiej temperaturze.

3. Czas odzyskiwania wstecznego jest znacznie szybszy, w większości przypadków natychmiastowy. Jest to bardzo przydatne przy przełączaniu zasilaczy pracujących w trybie ciągłym. W takim przypadku, gdy dioda jest włączona, przez diodę przepływa prąd przewodzący, odwracając diodę. Diody krzemowe mogą stanowić problem w tym zastosowaniu, ponieważ przez kilka pierwszych 10 lub 100 sekund ns przełącznik jest zasadniczo zwarty przez diodę wciąż przewodzącą, nawet jeśli jest odwrotnie spolaryzowana. Prowadzi to do nieefektywności i dużego obciążenia zarówno przełącznika, jak i diody.

4. Diody Schottky'ego nie są dostępne z tak wysokimi napięciami wstecznymi, jak diody krzemowe. Powyżej około 100 V stają się trudne do znalezienia lub drogie.

Są jak diody, ale tylko z metalem i materiałem domieszkowanym N zamiast złącza PN.

Są bardzo przydatne do szybkich obwodów komputerowych, szybkiego przełączania. Powszechnie stosowany do projektowania prostowników

Innym powszechnym zastosowaniem jest zaciskanie napięcia, ponieważ ma bardziej stromy niż zwykła dioda.

Wskazówki: w niektórych miejscach warto rozważyć rozpoczęcie wyszukiwania przed zapytaniem

• Wszystko o obwodach
• Wiki

Najpopularniejszy typ diod (domieszkowane krzemowe diody przyłączeniowe PN ) mają minimalny spadek napięcia, aby przezwyciężyć potencjał złącza, tj. Studnię energetyczną, do przewodzenia nośników. W przypadku krzemu jest to około 0,6-0,65 woltów i zależy od temperatury.

W niektórych zastosowaniach spadek diody o wartości ~ 0,65 V jest niedopuszczalny. Powody obejmują:

• Moc marnowana na diodzie jest funkcją prądu przez nią przepływającego i napięcia złącza na tym prądzie, tj P = V x I. Zatem wytwarzane ciepło jest proporcjonalne do tego napięcia
• Jednym z czynników ( nie jedynym ) prędkości przełączania diod jest bariera napięciowa, którą należy pokonać, aby nastąpiło przewodzenie. Zatem zmniejszenie tego napięcia byłoby jednym ze sposobów przyspieszenia wydajności przełączania diod.

Logicznie rzecz biorąc, prostą odpowiedzią powinno być użycie innego półprzewodnika zamiast Si ... i to działa z pewnymi ograniczeniami: Alternatywą dla zastosowań niskonapięciowych jest tradycyjnie dioda złącza germanowego pn: jej potencjał złącza wynosi około 0,15 wolta, znacznie mniejszy niż ~ 0,65 woltów powyżej. Jednak diody Ge w dużej mierze znikają z użycia z powodu problemów, w których przegrywają z diodami krzemowymi: Na przykład wysoki prąd upływu wstecznego, niska pojemność prądu przewodzenia, niskie napięcie blokujące wsteczny i żałosna stabilność termiczna.

Schottky'ego Dioda mieści się gdzieś między diodami Si i Ge parametrów, ale znacząco różni się w sposób działania: Funkcja rektyfikacji występuje pomiędzy półprzewodnika domieszkowanego prawie zawsze typu n i metali tworzących „ Schottkiego ” półprzewodnika . Należy zauważyć, że uzupełniający typ domieszki (w zależności od przypadku p <--> n) jest nieobecny w diodach Schottky'ego.

Napięcie w studni energii w przypadku bariery metal-półprzewodnik zależy od tego, która kombinacja półprzewodnika i metalu jest używana do utworzenia diody, i jest zwykle znacznie niższe niż napięcie diody złącza pn (połowa napięcia, jak zauważył Olin w jego odpowiedź).

Inną dużą zaletą jest to, że czas odzyskiwania wstecznego bariery Schottky'ego jest prawie nieskończenie mały w porównaniu do stosunkowo powolnej diody złącza pn. To jest tajemnica dla aplikacji do szybkiego przełączania / prostowania.

Wadą diod Schottky'ego jest to, że prąd upływu zwrotnego jest powiązany z osiągniętym napięciem bariery - i drastycznie rośnie wraz ze spadkiem tego potencjału złącza. Dlatego, chociaż możliwe są bardzo niskie potencjały połączeń, dla celów rektyfikacyjnych zbyt niskie napięcie nie jest dobrą rzeczą.

Teraz sprowadzając się do pytań:

• Diody Schottky'ego są stosowane w obwodach, w których niezbędny jest niski potencjał złącza, a odwrotny upływ nie stanowi przełomu
• Zarówno małe sygnały, duża szybkość przełączania, jak i moc Diody Schottky mają swoje zastosowanie w projektowaniu elektronicznym: tj. Zarówno do zastosowań niskonapięciowych, w których ważny jest niski spadek diody i szybki odzysk, jak i do zastosowań wysokoprądowych, w których niski spadek diody powoduje mniejsze straty mocy, ponieważ ciepło. np. moja ulubiona moc diody Schottky'ego, Vishay 95sq015 , ma napięcie przewodzące zaledwie 0,25 wolta przy prądzie 9 amperów!
• Jednym z kluczowych, stosunkowo niedawnych zastosowań diod Schottky'ego jest przełączanie w wysokich temperaturach, w którym diody Schottky'ego z węglika krzemu, np. 1N8032 , zapewniają bardzo wysokie napięcie blokowania wstecznego (typowo> 600 V), brak ładowania zwrotnego i znamionową pracę do 200 do 250 ^o Podczas gdy w tych diodach traci się przewagę niskiego napięcia przewodzenia, prędkość przełączania z powodu zerowego powrotu do tyłu, w połączeniu z pracą w niesamowicie wysokich temperaturach, sprawia, że ​​ten typ Schottky jest wyjątkowo nieoceniony w takich zastosowaniach.