Che cos'è un diodo Schottky?

Qualcuno può dirmi cos'è un diodo Schottky? Schema? Simbolo? Dove è usato? Voglio dire in che tipo di circuiti viene utilizzato? E per cosa viene usato?

Ho cercato online ma non ho trovato quello che cercavo.

I diodi semiconduttori ordinari sono una giunzione di materiale semiconduttore N e P. Si scopre che è possibile creare un diodo da una sorta di metà di una giunzione a semiconduttore.

I diodi Schottky sono una giunzione con un lato un semiconduttore P o N, ma l'altro solo metallo. Il risultato funziona ancora come un diodo, ma presenta le seguenti differenze rispetto alla progettazione del circuito:

1. Il calo in avanti è circa la metà. Questo è molto utile in applicazioni ad alta corrente poiché il diodo dissiperà meno energia. Aiuta anche con efficienza nella commutazione delle applicazioni di alimentazione.

2. La perdita inversa è significativamente più elevata, specialmente alle alte temperature. Questo è qualcosa a cui devi fare attenzione e progettare di conseguenza. Dai un'occhiata al foglio dati di un normale diodo Schottky, come 1N5818. Potresti essere sorpreso di quanto possa fuoriuscire all'indietro, specialmente ad alta temperatura.

3. Il tempo di recupero inverso è molto più veloce, essenzialmente istantaneo per la maggior parte delle applicazioni. Questo è molto utile per la commutazione di alimentatori che funzionano in modalità continua. In tal caso, c'è corrente diretta attraverso il diodo quando l'interruttore è acceso, polarizzando il diodo al contrario. I diodi al silicio possono essere un problema in questa applicazione perché per i primi 10 o 100 secondi di ns l'interruttore è sostanzialmente in cortocircuito dal diodo che continua a condurre anche se è polarizzato al contrario. Ciò comporta inefficienza e molta sollecitazione sia sul commutatore che sul diodo.

4. I diodi Schottky non sono disponibili con tensioni inverse elevate come i diodi al silicio. Al di sopra di circa 100 V diventano difficili da trovare o costosi quando lo fai.

Questi sono come diodi ma solo con un metallo e un materiale drogato con N invece di una giunzione PN.

Sono molto utili per circuiti di computer ad alta velocità, commutazione rapida. Comunemente utilizzato per la progettazione di raddrizzatori

Un altro uso comune di questi è per il bloccaggio della tensione perché ha un valore più ripido di quello di un normale diodo.

Suggerimenti: alcuni punti da prendere in considerazione per iniziare la ricerca prima di chiedere

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Il tipo più comune di diodi (diodi di giunzione PN al silicio drogato ) ha una caduta di tensione minima, per superare il potenziale di giunzione, ovvero un pozzo di energia, per la conduzione dei portatori. Per il silicio questo è circa 0,6-0,65 Volt ed è dipendente dalla temperatura.

Per alcune applicazioni, la caduta del diodo ~ 0,65 Volt è inaccettabile. I motivi includono:

• La potenza sprecata sul diodo è una funzione della corrente che lo attraversa e della tensione di giunzione a quella corrente, cioè P = V x I. Pertanto, il calore generato è proporzionale a questa tensione
• Uno dei fattori ( non l'unico ) della velocità di commutazione del diodo è la barriera di tensione che deve essere superata per consentire la conduzione. Pertanto, ridurre questa tensione sarebbe un modo per accelerare le prestazioni di commutazione dei diodi.

Quindi, logicamente, una semplice risposta dovrebbe essere quella di utilizzare qualche altro semiconduttore invece di Si ... e questo funziona con alcune limitazioni: un'alternativa per applicazioni a bassa tensione è stata tradizionalmente il diodo di giunzione pn Germanio: il suo potenziale di giunzione è di circa 0,15 Volt, molto più piccolo di ~ 0.65 Volt sopra. Tuttavia, i diodi Ge stanno in gran parte scomparendo dall'uso a causa di problemi in cui si perdono i diodi al silicio: ad esempio elevata corrente di dispersione inversa, bassa capacità di corrente diretta, bassa tensione di blocco inversa e stabilità termica patetica.

Il diodo Schottky cade da qualche parte tra i diodi Si e Ge nei parametri, ma è significativamente diverso nel modo in cui funziona: la funzione di rettifica si verifica tra un semiconduttore drogato, quasi sempre di tipo n, e un metallo che forma una " barriera Schottky " per il semiconduttore . Si noti che il tipo di drogante complementare (p <--> n, a seconda dei casi) è assente nei diodi Schottky.

La tensione del pozzo di energia nel caso della barriera metallo-semiconduttore dipende da quale combinazione di semiconduttore e metallo viene utilizzata per formare il diodo ed è in genere molto più bassa di quella di un diodo di giunzione pn (metà della tensione, come notato da Olin in la sua risposta).

L'altro grande vantaggio è che il tempo di recupero inverso di una Schottky Barrier è praticamente infinitesimale, rispetto al diodo di giunzione pn relativamente lento. Questo è il segreto per le applicazioni di commutazione / rettifica ad alta velocità.

L'aspetto negativo dei diodi Schottky è che la corrente di dispersione inversa è collegata alla tensione di barriera raggiunta e aumenta drasticamente con la diminuzione di questo potenziale di giunzione. Quindi, mentre sono possibili potenziali di giunzione molto bassi, ai fini della rettifica una tensione troppo bassa non è una buona cosa.

Ora, scendendo alle domande:

• I diodi Schottky sono utilizzati in circuiti in cui è essenziale un basso potenziale di giunzione e la dispersione inversa non è un problema
• Sia i piccoli segnali ad alta velocità di commutazione sia i diodi Schottky di potenza hanno i loro usi nella progettazione elettronica: vale a dire sia per applicazioni a bassa tensione in cui una caduta di diodi bassa e un recupero rapido sono importanti, sia per applicazioni ad alta corrente in cui la caduta di diodi bassa comporta una minore perdita di energia in quanto calore. ad esempio il mio diodo Schottky di potenza preferito, il Vishay 95sq015 , ha una tensione diretta di soli 0,25 Volt a una corrente di 9 Ampere!
• Un'applicazione chiave e relativamente recente dei diodi Schottky è la commutazione ad alta temperatura, in cui i diodi Schottky in carburo di silicio, ad esempio 1N8032 , forniscono tensioni di blocco inverse molto elevate (tipiche> 600 V), nessuna carica di recupero inversa e funzionamento nominale fino a 200-250 ^o C. Mentre il vantaggio della bassa tensione diretta viene perso in questi diodi, la velocità di commutazione dovuta al recupero inverso zero, unita al funzionamento a temperature follemente elevate, rende questo tipo di Schottky straordinariamente prezioso in tali applicazioni.