The Schottkyho dióda alebo Schottkyho bariérový usmerňovač je pomenovaná po nemeckom fyzikovi „Walterovi H. Schottkymu“, je polovodičová dióda navrhnutá s kovom polovodičovým spojom. Má nízky pokles napätia vpred a veľmi rýchle spínanie. V začiatkoch bezdrôtových technológií sa používajú detektory mačiek s mačkami a v počiatočných energetických aplikáciách sa používajú kovové usmerňovače, ktoré možno merať primitívnymi Schottkyho diódami. Napriek tomu, že v dnešnej perspektíve špičkovej elektroniky majú tieto diódy niekoľko aplikácií. Je to vlastne jedno z najstarších polovodičových zariadení v realite. Ako kovovo-polovodičové zariadenie možno jeho aplikácie vysledovať až do roku 1900, keď detektory kryštálov, detektory mačacích fúzov a podobne boli účinnými bariérovými diódami Schottky.
Schottkyho bariérový usmerňovač?
Schottkyho bariéra usmerňovacia dióda je elektronický komponent ktorý sa zvyčajne používa v RF aplikáciách, ako je mixér alebo detektorová dióda. Táto dióda sa tiež používa v energetických aplikáciách, ako je usmerňovač, a to kvôli svojim vlastnostiam, ako je nízky pokles napätia vpred dôležitý pre nižšie úrovne straty energie v porovnaní s normálnymi Prechodové diódy PN.
Usmerňovač bariéry Schottky
Symbol Schottkyho diódy je podobný základnému symbolu obvodu diódy. Tento symbol diódy sa odlišuje od iné druhy diód pridaním dvoch ďalších nôh na lištu na symbole.
Symbol usmerňovača bariéry Schottky
Výstavba bariérovej diódy Schottky
V tejto dióde je spojenie medzi kovom a polovodičom tvoriace Schottkyho bariéru, t. J. Kovová strana funguje ako anóda a polovodič typu n funguje ako katóda. O voľbe kombinácie kovu a polovodiča rozhoduje napätie vpred diódy. Polovodič typu p aj typu n môže zvýšiť Schottkyho bariéry, ale polovodič typu p má nízky kontrast dopredného napätia oproti polovodičom typu n.
Výstavba bariérovej diódy Schottky
Ako vieme, dopredné napätie je nepriamo úmerné výstupnému prúdu, to znamená, že ak je toto napätie nízke, je spätný výstupný prúd vysoký, čo nie je výhodné. Preto používame typ n polovodičový materiál v tejto dióde. Typickými kovmi používanými pri montáži Schottkyho bariérovej diódy sú platina, volfrám alebo chróm, molybdén, silicid paládnatý, silicid platinový, zlato atď.
Fungovanie bariérovej diódy Schottky
Ako je znázornené na nasledujúcom obrázku, keď je napätie na diódu aplikované takým spôsobom, že kov je + Ve vzhľadom na polovodič . Je to unipolárne zariadenie, pretože má elektróny ako nosiče väčšiny nábojov na oboch stranách spojenia. Keď sa tieto dva dostanú do kontaktu, elektróny začnú prúdiť v oboch smeroch cez rozhranie kov-polovodič.
Fungovanie bariérovej diódy Schottky
Preto v blízkosti križovatky nie sú žiadne tvary oblasti vyčerpania, to znamená, že z kovu do polovodiča nie je v opačnom predpätí veľký prúd. Z dôvodu času rekombinácie elektrónových dier nie je oneskorenie v spojovacích diódach prítomné. Polovodiče typu N majú vynikajúcu potenciálnu energiu na rozdiel od elektrónov kovov. Napätie zvýšené cez diódu bude proti zabudovanému potenciálu a uľahčí tok prúdu.
Výhody a nevýhody
Schottkyho diódy sa používajú v mnohých aplikáciách, kde sa iné typy diód tiež nespúšťajú. Ponúkajú množstvo výhod, medzi ktoré patria nasledujúce.
- Nízke zapínacie napätie
- Rýchla doba zotavenia
- Nízka kapacita križovatky
- Vysoká účinnosť a vysoká prúdová hustota
- Tieto diódy pracujú pri vysokých frekvenciách.
- Tieto diódy generujú menej zbytočného šumu ako prechodová dióda P-N
- Hlavnou nevýhodou Schottkyho diódy je, že vytvára veľký prúd spätnej saturácie ako prechodová dióda p-n
Charakteristiky V-I
- Charakteristiky V-I Schottkyho diódy sú znázornené na obrázku nižšie. Vertikálna čiara na obrázku označuje tok prúdu v dióde a vodorovná čiara znamená napätie privedené na diódu.
- Charakteristiky V-I tejto diódy približne súvisia s prechodovou diódou P-N. Pokles napätia vpred tejto diódy je však na rozdiel od spojovacej diódy P-N veľmi malý.
- Dopadový pokles napätia Schottkyho diódy sa pohybuje od 0,2 do 0,3 voltu, zatiaľ čo pokles dopredného napätia spojovacej diódy kremíka P-N sa pohybuje od 0,6 do 0,7 voltu.
- Ak je predpäté napätie vyššie ako 0,2 alebo 0,3 voltu, potom prúd začne prúdiť cez diódu.
- V tejto dióde sa prúd spätnej saturácie vyskytuje pri veľmi nízkom napätí na rozdiel od kremíkovej diódy.
Charakteristika V-I Schottkyho diódy Vs normálna dióda
Aplikácie Schottkyho diódy
Schottky diódy sa používajú na mnohé účely ktoré zahŕňajú nasledujúce
- Schottkyho diódy sa používajú ako usmerňovače v obvodoch s vysokým výkonom
- Schottkyho diódy sa používajú v rôznych aplikáciách, ako sú RF, napájanie, detekcia signálu, logické obvody
- Schottkyho diódy zohrávajú zásadnú úlohu v obvodoch GaAs
- Schottkyho diódy používané v samostatnom FV (fotovoltaickom) systéme na zastavenie vybíjania batérií cez solárne panely v noci, ako aj v systéme sieťového pripojenia.
- Schottkyho diódy sa používajú v aplikáciách napínania napätia.
Toto je teda všetko o práci Schottkyho bariérových usmerňovačov a ich aplikáciách. Dúfame, že ste tomuto konceptu lepšie porozumeli. V prípade akýchkoľvek pochybností týkajúcich sa tohto článku alebo pri realizácii akýchkoľvek elektrotechnických projektov uveďte svoje cenné návrhy v sekcii komentárov nižšie. Tu je otázka, aká je hlavná funkcia Schottkyho diódy?
