Schottky dioda - princip rada, svrha

Schottky dioda je poluvodički uređaj (dioda) ostvaren kontaktom metal-poluvodič. Ime je dobio u čast njemačkog fizičara Waltera Schottkyja.

Značajke Schottky dioda

Godine 1938. znanstvenici su utemeljili teoriju tih poluvodičkih uređaja. Umjesto pn spoja u takvim diodama, metal-poluvodič je korišten kao barijera. Područje poluvodičkog materijala objedinjuju glavni nosači. Na mjestu kontakta počinje se stvarati područje naboja ioniziranih akceptora. Kao rezultat, potencijalna barijera nastaje u prijelaznom području, koje se naziva Schottky-jeva barijera. Promjena razine dovodi do promjene vrijednosti struje koja teče kroz Schottky diodu. Smatra se da je glavna značajka takvih poluvodičkih uređaja niska razina izravnog pada napona nakon pn spoja, kao i nepostojanje razine napunjenosti.

Schottky diode rade u temperaturnom rasponu od minus 65 ⁰ do plus 160 ⁰ Celzijusa, vrijednost dopuštenog obrnutog napona proizvedenog u industrijskim diodama ograničena je na 250 V. Međutim, ti se uređaji široko koriste u industrijskoj elektroniki u niskonaponskim krugovima, čiji je povratni napon ograničen na desetke volta , Schottky dioda omogućuje dobivanje željene vrijednosti potencijalne barijere odabirom željenog metala. Niska razina visokofrekventnog šuma omogućuje korištenje takvih dioda prekidači napajanja, u digitalnoj opremi, kao detektori zračenja, modulatori svjetlosti, u transformatorskim jedinicama analogne opreme. Oni se široko koriste u dizajnu solarnih ćelija. Princip Schottkijeve barijere koristi se u projektiranju i proizvodnji mikrovalnih dioda velike brzine. Schottky dioda je strukturno izvedena u staklenim, plastičnim i metalnim kutijama. Također, ovi uređaji su dostupni u SMD-kućištima.

Snage i slabosti

Njihova je prednost, za razliku od silikonskih dioda, prilično nizak pad napona (do 0.2-0.4 volta). Takva mala vrijednost kapljice karakteristična je samo za Schottky diode. Schottky-jeva barijera također ima manju vrijednost električne kapacitivnosti spoja, što omogućuje značajno povećanje radne frekvencije uređaja. Također, ove uređaje karakterizira niža vrijednost smetnji. Schottky dioda ima nekoliko nedostataka. Glavna stvar je visoka osjetljivost na kratkotrajne prenapone obrnute struje i napona, kao rezultat toga kratki spoj i dioda izgori. Također, diode ovog tipa karakterizira povećanje vrijednosti obrnute struje s povećanjem temperature kristala.

U pogledu snage, ovi poluvodički uređaji mogu se podijeliti u tri skupine: niska snaga (njihova struja ne prelazi 3-5 ampera), prosječna snaga (do 10 ampera) i snažna (struja dostiže 60 ampera). Snažni Schottky diode koriste se za rad u uređajima koji se koriste za ispravljanje izmjenična struja. Oni osiguravaju prolaz istosmjerne struje koja doseže desetke ampera. U ovom slučaju, pad napona na diodiji je samo 0,5-1 V. Dopuštena vrijednost obrnutog napona u Schottky dioda je 200-500 V.