Schottky dioda - načelo delovanja, namen

Schottky-jeva dioda je polprevodniška naprava (dioda), ki jo realizira kontakt metal-polprevodnik. Ime je dobil v čast nemškega fizika Walterja Schottkyja.

Značilnosti Schottky diode

Leta 1938 so znanstveniki postavili osnovo teorije teh polprevodniških naprav. Namesto pn spoja v takšnih diodah smo kot pregrado uporabili kovinsko polprevodnik. Območje polprevodniškega materiala združujejo glavni nosilci. Na točki stika začne nastajati območje naboja ioniziranih akceptorjev. Posledično se v prehodnem območju pojavi potencialna pregrada, ki se imenuje Schottkyjeva pregrada. Sprememba njene ravni povzroči spremembo vrednosti toka, ki teče skozi Schottkyjevo diodo. Glavna značilnost takih polprevodniških naprav je nizka stopnja padca napetosti po pn priključku, pa tudi neobstoj naboja povratnega izkoristka.

Schottky diode delujejo v temperaturnem območju od minus 65 ⁰ do plus 160 ⁰ stopinj, vrednost dovoljene povratne napetosti, proizvedene v industriji diod, je omejena na 250 V. Vendar pa se te naprave široko uporabljajo v industrijski elektroniki v nizkonapetostnih tokokrogih, katerih povratna napetost je omejena na desetine voltov . Schottky dioda omogoča pridobitev zahtevane vrednosti potencialne pregrade z izbiro želene kovine. Precej nizka raven visokofrekvenčnega hrupa omogoča uporabo takih diod preklopni napajalniki, v digitalni opremi, kot detektorji sevanja, modulatorji svetlobe, v transformatorskih enotah analogne opreme. Široko se uporabljajo pri oblikovanju sončnih celic. Princip Schottkyjeve pregrade se uporablja pri načrtovanju in proizvodnji mikrovalovnih visokofrekvenčnih diod. Schottky dioda je strukturno izvedena v steklenih, plastičnih in kovinskih ohišjih. Prav tako so te naprave na voljo v SMD-ohišjih.

Prednosti in slabosti

Njihova prednost, v nasprotju s silicijskimi diodami, je precej nizek padec napetosti (do 0,2-0,4 volta). Tako majhna vrednost kapljice je značilna le za Schottkyjeve diode. Schottkyjeva pregrada ima tudi manjšo vrednost električne kapacitivnosti prehoda, kar vam omogoča bistveno povečanje delovne frekvence naprave. Za te naprave je značilna tudi manjša vrednost motenj. Schottky dioda ima več pomanjkljivosti. Glavna stvar je visoka občutljivost na kratkotrajne sunke povratnega toka in napetosti, zaradi česar je kratek stik in dioda izgori. Prav tako so za to vrsto značilne povečanje vrednosti povratnega toka s povečanjem temperature kristala.

V smislu moči lahko te polprevodniške naprave razdelimo v tri skupine: nizka moč (njihov tok ne presega 3-5 amperov), povprečna moč (do 10 amperov) in močna (tok doseže 60 amperov). Zmogljive Schottky diode se uporabljajo za delo v napravah, ki se uporabljajo za popravljanje izmenični tok. Zagotavljajo prehod enosmernega toka, ki doseže desetine amperov. V tem primeru je padec napetosti na diodi samo 0,5-1 V. Dopustna vrednost povratne napetosti v Schottky diodah je 200-500 V.