Funzionamento e applicazioni del diodo Schottky

Un diodo Schottky è un tipo di componente elettronico , noto anche come diodo barriera. È ampiamente utilizzato in diverse applicazioni come un mixer, in applicazioni a radiofrequenza e come raddrizzatore in applicazioni di potenza. È un diodo a bassa tensione. La caduta di potenza è inferiore rispetto a Diodi di giunzione PN . Il diodo Schottky prende il nome dallo scienziato Schottky. A volte è anche indicato come un diodo portante caldo o diodo a elettroni caldi e persino un diodo a barriera superficiale. Questo articolo discute cos'è un diodo Schottky, costruzione, applicazioni, caratteristiche e vantaggi.

Cos'è un diodo Schottky?

Un diodo Schottky è anche noto come diodo portante caldo, è un diodo semiconduttore con un'azione di commutazione molto rapida, ma una bassa caduta di tensione diretta. Quando una corrente scorre attraverso il diodo, si verifica una piccola caduta di tensione sui terminali del diodo. In un diodo normale, la caduta di tensione è compresa tra 0,6 e 1,7 volt, mentre in un diodo Schottky la caduta di tensione è normalmente compresa tra 0,15 e 0,45 volt. Questa minore caduta di tensione fornisce una maggiore velocità di commutazione e una migliore efficienza del sistema. Nel diodo Schottky, una giunzione semiconduttore-metallo viene formata tra un semiconduttore e un metallo, creando così una barriera Schottky. Il semiconduttore di tipo N funge da catodo e il lato metallico funge da anodo del diodo.

Diodo Schottky

Costruzione a diodi Schottky

È una giunzione unilaterale. Una giunzione metallo-semiconduttore è formata ad un'estremità e un altro contatto metallo-semiconduttore è formato all'altra estremità. È un contatto ohmico bidirezionale ideale senza potenziale esistente tra il metallo e il semiconduttore e non è rettificante. Il potenziale incorporato nel diodo a barriera Schottky a circuito aperto caratterizza il diodo Schottky.

Struttura fisica del diodo Schottky

Il diodo Schottky è una funzione della caduta di temperatura. Diminuisce e aumenta la concentrazione di drogaggio della temperatura nel semiconduttore di tipo N. Per scopi di produzione, vengono utilizzati i metalli del diodo a barriera Schottky come molibdeno, platino, cromo, tungsteno, alluminio, oro, ecc. E il semiconduttore utilizzato è di tipo N.

Diodo a barriera Schottky

Un diodo a barriera Schottky è anche noto come diodo Schottky o hot carrier. Un diodo a barriera Schottky è un semiconduttore metallico. Una giunzione viene formata portando un contatto metallico con un materiale semiconduttore di tipo N moderatamente drogato. Il diodo a barriera Schottky è un dispositivo unidirezionale che conduce flussi di corrente solo in una direzione (flusso di corrente convenzionale dal metallo al semiconduttore)

Diodo a barriera Schottky

Caratteristiche V-I del diodo a barriera Schottky

Di seguito sono riportate le caratteristiche V-I di un diodo a barriera Schottky

• La caduta di tensione diretta del diodo a barriera Schottky è molto bassa rispetto a un normale diodo a giunzione PN.
• La caduta di tensione diretta varia da 0,3 volt a 0,5 volt.
• La caduta di tensione diretta della barriera Schottky è costituita da silicio.
• La caduta di tensione diretta aumenta allo stesso tempo aumentando la concentrazione di drogaggio del semiconduttore di tipo N.
• Le caratteristiche V-I di un diodo a barriera Schottky sono molto più ripide rispetto alle caratteristiche V-I del normale diodo a giunzione PN a causa dell'elevata concentrazione di portatori di corrente.

Componenti attuali nel diodo Schottky

La condizione di corrente del diodo a barriera Schottky è attraverso i vettori maggioritari, che sono elettroni in un semiconduttore di tipo N. La formula nel diodo a barriera Schottky è

io_T= I_Diffusione+ I_Tunneling+ I_{Emissione termoionica}

Dove io _Diffusioneè la corrente di diffusione dovuta al gradiente di concentrazione e alla densità della corrente di diffusione J _n= D _n* che cosa * dn / dx per gli elettroni, dove D _nè la costante di diffusione degli elettroni, q è la carica elettronica = 1.6 * 10 ¹⁹coulomb, dn / dx è un gradiente di concentrazione per gli elettroni.
ITunneling è la corrente di tunneling dovuta al tunneling meccanico quantistico attraverso la barriera. La probabilità di tunneling aumenta con la diminuzione della barriera o del potenziale incorporato e della diminuzione della larghezza dello strato di esaurimento. Questa corrente è direttamente proporzionale alla probabilità di tunneling.
io _{Emissione termoionica}è una corrente dovuta alla corrente di emissione termoionica. A causa dell'agitazione termica, alcuni portatori hanno energia uguale o superiore all'energia della banda di conduzione all'interfaccia metallo-semiconduttore e al flusso di corrente.Questa è nota come corrente di emissione termoionica.
Poiché la corrente che scorre direttamente attraverso il diodo a barriera Schottky passa attraverso portatori di carica maggioritari. Quindi, è adatto per applicazioni di commutazione ad alta velocità perché la tensione diretta è molto bassa e il tempo di ripristino inverso è molto breve.

Applicazioni del diodo Schottky

I diodi Schottky vengono utilizzati per le applicazioni di bloccaggio della tensione e la prevenzione della saturazione dei transistor a causa dell'elevata densità di corrente nel diodo Schottky. È stata anche una bassa caduta di tensione diretta nel diodo Schottky, è sprecata con meno calore, rendendoli una scelta efficiente per applicazioni sensibili e molto efficienti. A causa del diodo Schottky utilizzato nei sistemi fotovoltaici stand-alone per evitare che le batterie si scarichino allo scopo pannelli solari di notte così come nei sistemi connessi alla rete, contenenti più stringhe sono collegati in parallelo. I diodi Schottky sono anche usati come raddrizzatori in riserve energetiche .

Vantaggi del diodo Schottky

I diodi Schottky sono utilizzati in molte applicazioni rispetto a altri tipi di diodi che non funzionano bene.

• Bassa tensione di accensione: La tensione di accensione del diodo è compresa tra 0,2 e 0,3 volt. Per un diodo al silicio, è contro 0,6-0,7 volt da un diodo al silicio standard.
• Tempo di recupero veloce: Un tempo di recupero rapido significa una piccola quantità di carica immagazzinata che può essere utilizzata per applicazioni di commutazione ad alta velocità.
• Bassa capacità di giunzione: Occupa un'area molto piccola, dopo il risultato ottenuto dal punto di contatto del filo del silicio. Poiché i livelli di capacità sono molto piccoli.

Caratteristiche del diodo Schottky

Le caratteristiche del diodo Schottky includono principalmente quanto segue

• Maggiore efficienza
• Bassa caduta di tensione diretta
• Bassa capacità
• Pacchetto di montaggio superficiale a basso profilo, ultra-piccolo
• Anello di protezione integrato per protezione dallo stress

Quindi, tutto questo riguarda il funzionamento dei diodi Schottky e il suo principio di funzionamento e le sue applicazioni. Ci auguriamo che tu abbia una migliore comprensione di questo concetto. Inoltre, per qualsiasi dubbio in merito a questo articolo o progetti elettrici ed elettronici , per favore dai i tuoi preziosi suggerimenti nella sezione commenti qui sotto. Ecco una domanda per te, qual è la funzione principale di un diodo Schottky?

Crediti fotografici:

• Diodo Schottky wikimedia
• Costruzione del diodo Schottky e caratteristiche V-I ecetutorials
• Diodo a barriera Schottky radioelettronica