O que é um diodo Schottky?

12

Alguém pode me dizer o que é um diodo Schottky? Esquema? Símbolo? Onde é usado? Quero dizer, em que tipo de circuitos é usado? E para o que é usado?

Pesquisei on-line, mas não encontrei o que estou procurando.

Despre Femei
fonte
24
Você não procurou online, porque pelo menos metade dessas respostas estão na página wikipedia: en.wikipedia.org/wiki/Schottky_diode
pjc50
@ pjc50 Eu estava prestes a fornecer esse link como um comentário. Agora vou postar uma resposta mais detalhada. ;-)
Anindo Ghosh
7
Penso que esta é uma pergunta legítima aqui, porque se refere diretamente à eletrônica. Sim, você pode encontrar a resposta lá fora, mas não é uma coisa ruim ter a resposta aqui neste site também, especialmente do ponto de vista de um engenheiro elétrico que usa esses diodos em um circuito.
precisa saber é o seguinte
4
A pergunta é legítima e eu estava sendo irreverente, mas não a teria feito se o OP não tivesse afirmado ter pesquisado, mas não sabia qual era o símbolo.
Pjc50 11/11/2013

Respostas:

19

Os diodos semicondutores comuns são uma junção de material semicondutor N e P. Acontece que você pode criar um diodo a partir da metade da junção de um semicondutor.

Os diodos Schottky são uma junção com um lado um semicondutor P ou N, mas o outro lado é apenas metal. O resultado ainda funciona como um diodo, mas possui as seguintes diferenças em relação ao design do circuito:

  1. A queda para a frente é de cerca de metade. Isso é muito útil em aplicações de alta corrente, pois o diodo dissipa menos energia. Também ajuda com eficiência na alternância de aplicativos de fonte de alimentação.

  2. O vazamento reverso é significativamente maior, especialmente em altas temperaturas. Isso é algo que você deve observar e projetar de acordo. Veja a folha de dados de um diodo Schottky comum, como 1N5818. Você pode se surpreender com o quanto ele pode vazar para trás, especialmente em altas temperaturas.

  3. O tempo de recuperação reversa é muito mais rápido, essencialmente instantâneo para a maioria dos aplicativos. Isso é muito útil na troca de fontes de alimentação que funcionam em modo contínuo. Nesse caso, há corrente direta através do diodo quando a chave é ligada, polarizando invertidamente o diodo. Os diodos de silício podem ser um problema nesta aplicação, porque nos primeiros 10s ou 100s de ns o comutador é essencialmente curto-circuitado pelo diodo que ainda está conduzindo, mesmo sendo polarizado inversamente. Isso leva à ineficiência e muita tensão no comutador e no diodo.

  4. Os diodos Schottky não estão disponíveis com tensões reversas tão altas quanto os diodos de silício. Acima de cerca de 100 V, elas ficam difíceis de encontrar ou caras quando você o faz.

Olin Lathrop
fonte
11

insira a descrição da imagem aqui

Estes são como diodos, mas apenas com um metal e um material dopado em N em vez de uma junção PN.

Eles são muito úteis para circuitos de computador de alta velocidade, comutação rápida. Comumente usado para projetar retificadores

Outro uso comum deles é o aperto de tensão, porque é mais íngreme que o de um diodo comum.

insira a descrição da imagem aqui

Dicas: Alguns lugares para considerar iniciar sua pesquisa antes de perguntar

Iancovici
fonte
Você também pode mencionar como os diodos Schottky que operam no modo de saturação têm características de tensão de corrente que podem ser modeladas usando funções exponenciais, enquanto os diodos pn são principalmente lineares.
Hans Z
@HansZ Você deve aprimorar seus conhecimentos sobre modelagem de junção PN. Modelagem exponencial é uma das três formas comuns de modo a pn-diode
Iancovici
6

O tipo mais comum de diodos (diodos de junção PN de silício dopado ) tem uma queda de tensão mínima, para superar o potencial de junção, ou seja, bem, a energia, para a condução de transportadoras. Para o silício, isso é aproximadamente 0,6-0,65 volts e depende da temperatura.

Para certas aplicações, essa queda de diodo de ~ 0,65 Volt é inaceitável. Os motivos incluem:

  • A energia desperdiçada no diodo é uma função da corrente através dele e da tensão de junção nessa corrente, ou seja P = V x I. Assim, o calor gerado é proporcional a essa tensão
  • Um dos fatores ( não o único ) da velocidade de comutação de diodos é a barreira de tensão que precisa ser superada para que a condução ocorra. Assim, reduzir essa tensão seria uma maneira de acelerar o desempenho da troca de diodos.

Portanto, logicamente, uma resposta simples deve ser usar outro semicondutor em vez de Si ... e isso funciona com algumas limitações: uma alternativa para aplicações de baixa tensão tem sido tradicionalmente o diodo de junção germânio pn: seu potencial de junção é de aproximadamente 0,15 Volts, muito menor que os ~ 0,65 Volts acima. No entanto, os diodos Ge estão desaparecendo amplamente devido a problemas em que perdem para os diodos de silício: por exemplo, alta corrente de fuga reversa, baixa capacidade de corrente direta, baixa tensão de bloqueio reversa e estabilidade térmica patética.

O diodo Schottky cai em algum lugar entre os diodos Si e Ge nos parâmetros, mas é significativamente diferente na maneira como opera: A função de retificação ocorre entre um semicondutor dopado, quase sempre do tipo n, e um metal formando uma " Barreira Schottky " para o semicondutor . Observe que o tipo dopante complementar (p <--> n, conforme o caso) está ausente nos diodos de Schottky.

A tensão do poço de energia, no caso da barreira metal-semicondutor, depende de qual combinação de semicondutor e metal é usada para formar o diodo e é tipicamente muito menor que a de um diodo de junção pn (metade da tensão, conforme observado por Olin em a resposta dele).

A outra grande vantagem é que o tempo de recuperação reversa de uma barreira Schottky é praticamente infinitesimal, comparado ao diodo de junção pn relativamente lento. Esse é o segredo para aplicações de comutação / retificação de alta velocidade.

A desvantagem dos diodos Schottky é que a corrente de fuga reversa está ligada à tensão de barreira alcançada - e aumenta drasticamente com a diminuição desse potencial de junção. Portanto, embora sejam possíveis potenciais de junção muito baixos, para fins de retificação, uma voltagem muito baixa não é uma coisa boa.

Agora, voltando às perguntas:

  • Os diodos Schottky são usados ​​em circuitos onde um baixo potencial de junção é essencial e o vazamento reverso não é um disjuntor
  • Ambos os diodos Schottky de alta velocidade de comutação e potência de sinal pequeno têm seus usos no design eletrônico: ou seja, para aplicações de baixa tensão, onde uma baixa queda de diodo e recuperação rápida são importantes, e para aplicações de alta corrente, em que a baixa queda de diodo resulta em menos desperdício de energia. calor. por exemplo, meu diodo Schottky de potência favorito, o Vishay 95sq015 , tem uma voltagem direta de apenas 0,25 Volts a uma corrente de 9 Amperes!
  • Uma aplicação relativamente recente e chave dos diodos Schottky é na comutação de alta temperatura, onde os diodos Schottky de carboneto de silício, por exemplo , 1N8032 , fornecem tensões de bloqueio reverso muito altas (típicas> 600 V), sem carga de recuperação reversa e operação nominal de 200 a 250 o C. Embora a vantagem da baixa tensão direta seja perdida nesses diodos, a velocidade de comutação devido à recuperação reversa zero, juntamente com a operação em temperaturas incrivelmente altas, torna esse tipo de Schottky inestimável em tais aplicações.
Anindo Ghosh
fonte