O que é um diodo Schottky?

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.

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.

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.

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

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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.