- Schottky-diodesymbol
- Hvad gør Schottky-dioden speciel?
- Ulemper ved Schottky-diode
- Schottky-diode vs ensretterdiode
- Struktur af Schottky-diode
- Schottky-diode VI-egenskaber
- Parametre, der skal overvejes, når du vælger din Schottky-diode
- Anvendelser af Schottky-diode
Diode er en af de grundlæggende komponenter, der almindeligvis bruges i design af elektroniske kredsløb, den kan almindeligvis findes i ensrettere, klipper, klemmer og mange andre almindeligt anvendte kredsløb. Det er en to-terminal halvlederindretning, der kun tillader strømmen i en retning, der er fra anode til katode (+ til -) og blokerer strømmen i omvendt retning, dvs. katode til anode. Årsagen bagved, at den har ca. Nul modstand i fremadgående retning, mens uendelig modstand i omvendt retning. Der er mange typer dioder med hver sin unikke egenskab og applikationer. Vi har allerede lært om Zener-dioder og dens funktion, i denne artikel vil vi lære om en anden interessant type diode kaldet Schottky-diode, og hvordan den kan bruges i vores kredsløbsdesign.
Schottky-diode (opkaldt efter den tyske fysiker Walter H. Schottky) er en anden type halvlederdiode, men i stedet for at have en PN-forbindelse har Schottky-dioden en metal-halvlederkryds og som reducerer kapacitansen og øger skiftehastigheden for Schottky-dioden, og dette gør det anderledes end andre dioder. Schottky-dioden har også andre navne som overfladebarriere diode, Schottky barriere diode, varm bærer eller hot-elektron diode.
Schottky-diodesymbol
Schottky-diodesymbolet er baseret på et generisk diodesymbol, men i stedet for at have en lige linje har det en S-lignende struktur i den negative ende af dioden som vist nedenfor. Dette skematiske symbol kan let bruges til at skelne Schottky-diode fra andre dioder, når man læser et kredsløbsdiagram. I hele artiklen sammenligner vi Schottky-dioden med den almindelige diode for bedre forståelse.
Selv ved komponentens fysiske udseende ligner en Schottky-diode en generisk diode, og det er ofte svært at se forskellen uden at læse artikelnummeret på den. Men de fleste gange vil en Schottky-diode fremstå lidt klodset end almindelige dioder, men behøver ikke altid være tilfældet. Et Schottky-diode-pin-out- billede vises nedenfor.
Hvad gør Schottky-dioden speciel?
Som tidligere diskuteret ser en Schottky-diode ud og fungerer meget lig en generisk diode, men en unik egenskab ved Schottky-dioden er dens meget lave spændingsfald og høje skiftehastighed. For at forstå dette bedre skal du forbinde en Schottky-diode og en generisk diode til en identisk og kredsløbskontrol og kontrollere, hvordan den fungerer.
På ovenstående billeder har vi to kredsløb, en til Schottky-diode og en anden med typisk PN-junction-diode. Disse kredsløb vil blive brugt til at differentiere spændingsfaldene i begge dioder. Så venstre kredsløb er til Schottky-diode, og den højre er til en typisk PN-junction-diode. Begge dioder er forsynet med 5V. Når strøm sendes fra begge dioder, har Schottky-dioden kun et 0,3 volt spændingsfald og efterlader 4,7 volt til belastningen, på den anden side har typisk PN-junction-diode et spændingsfald på 0,7 volt og efterlader 4,3 volt til belastning. Så Schottky-dioden har et lavere spændingsfald end en konventionel PN-junction-diode. Bortset fra spændingsfaldet har Schottky-dioden også nogle andre fordele på en typisk PN-junction-diode som Schottky-dioden harhurtigere skiftehastighed, mindre støj og bedre ydelse end en typisk PN-junction-diode.
Ulemper ved Schottky-diode
Hvis Schottky-dioden har meget lavt spændingsfald og høj skiftehastighed, der giver bedre ydeevne, hvorfor har vi så brug for generiske PN-forbindelsesdioder? Hvorfor bruger vi ikke bare Schottky-diode til alle kredsløbsdesign?
Selvom det er sandt, er Schottky-dioder bedre end PN-forbindelsesdioder, og det bliver langsomt mere foretrukket i forhold til PN-forbindelsesdiode. To store tilbageslag for Schottky-diode er dens lave omvendte nedbrydningsspænding og høje omvendte lækstrøm sammenlignet med generisk diode. Dette gør det ikke egnet til applikationer med høj spænding. Schottky-dioder er også forholdsvis dyrere end almindelige ensretterdioder.
Schottky-diode vs ensretterdiode
En kort sammenligning mellem PN-diode og Schottky-diode findes i nedenstående tabel:
| PN-forbindelsesdiode | Schottky-diode |
|
|
|
| PN-junction diode er en bipolar enhed betyder, at strømledningen sker på grund af både mindretals- og majoritetsladningsbærere. | I modsætning til PN-krydsdiode er Schottky-dioden en unipolær enhed, hvilket betyder, at strømledningen kun sker på grund af de fleste ladebærere. |
| PN- Junction diode har en Semiconductor-Semiconductor junction. | Mens Schottky-dioden har metal-halvlederkryds. |
| PN- Junction diode har stort spændingsfald. | Schottky-dioden har et lille spændingsfald. |
| Højt på statstab. | Lavt statstab. |
| Langsom skiftehastighed. | Hurtig skiftehastighed. |
| Høj tændingsspænding (0,7 volt) | Lav tændspænding (0,2 volt) |
| Høj omvendt blokeringsspænding | Lav omvendt blokeringsspænding |
| Lav omvendt strøm | Høj omvendt strøm |
Struktur af Schottky-diode
Schottky-dioder er konstrueret ved hjælp af en metal-halvlederkryds som vist i billedet nedenfor. Schottky-dioder har en metalforbindelse på den ene side af krydset og doteret silicium på den anden side, Schottky-dioden har derfor ikke et udtømningslag. På grund af denne egenskab er Schottky-dioder kendt som unipolære enheder, i modsætning til typiske PN-junction-dioder, der er bipolære enheder.
Den grundlæggende struktur for en Schottky-diode er vist i ovenstående billede. Som du kan se på billedet har Schottky-dioden en metalforbindelse i den ene side, der kan variere fra platin til wolfram, molybdæn, guld osv. Og en N-type halvleder på den anden side. Når metalforbindelsen og N-typen halvleder kombineres, skaber de et metal-halvlederkryds. Dette kryds er kendt som Schottky Barrier. Bredden af Schottky-barrieren afhænger af typen af metal og halvledermaterialer, der anvendes i krydsdannelse.
Schottky Barrier fungerer forskelligt i upartisk, fremadrettet eller omvendt forudindtaget tilstand. I forspændingstilstand, når den positive terminal på batteriet er forbundet til metal, og den negative terminal er forbundet til n-type halvleder, tillader Schottky-dioden den aktuelle strømning. Men i omvendt forspændingstilstand, når den positive terminal på batteriet er forbundet med n-type halvleder og negativ terminal er forbundet med metal, vil Schottky-dioden blokere for strømmen. Men hvis den omvendte forspændte spænding steg over et bestemt niveau, vil den bryde barrieren, og strømmen begynder at strømme i omvendt retning, og dette kan beskadige komponenterne, der er tilsluttet Schottky-dioden.
Schottky-diode VI-egenskaber
Et vigtigt kendetegn, der skal overvejes, når du vælger din diode, er grafen Fremadspænding (V) versus Fremadstrøm (I). VI-grafen over de mest populære Schottky-dioder 1N5817, 1N5818 og 1N5819 er vist nedenfor
VI-egenskaber ved Schottky-diode ligner meget typisk PN-junction-diode. At have et lavt spændingsfald end en typisk PN-forbindelsesdiode gør det muligt for Schottky-dioden at forbruge mindre spænding end en typisk diode. Fra ovenstående graf kan du se, at 1N517 har mindst spændingsfald fremad sammenlignet med de andre to, det kan også bemærkes, at spændingsfaldet stiger, når strømmen gennem dioden stiger. Selv for 1N517 ved en maksimal strøm på 30A kan spændingsfaldet over den nå så højt som 2V. Derfor anvendes disse dioder normalt i applikationer med lav strøm.
Parametre, der skal overvejes, når du vælger din Schottky-diode
Hver designingeniør skal vælge den rigtige Schottky-diode alt efter behovet for hans applikation. Til udbedringsdesign kræves en højspænding, lav / mellemstrøm og lavfrekvente dioder. Ved skift af design skal frekvensvurderingen af dioden være høj.
Nogle almindelige og vigtige parametre for en diode, som du skal huske på, er anført nedenfor:
Fremad spændingsfald: Spændingen, der er faldet for at tænde en fremadspændt diode, er fremadspændingsfald. Det varierer alt efter forskellige dioder. For Schottky-diode antages tændingsspændingen typisk at være omkring 0,2 V.
Omvendt nedbrydningsspænding: Den særlige mængde omvendt forspænding, hvorefter dioden bryder sammen og begynder at lede i omvendt retning, kaldes omvendt nedbrydningsspænding. Omvendt nedbrydningsspænding for en Schottky-diode er omkring 50 volt.
Omvendt genopretningstid: Det er den tid, det tager at skifte dioden fra dens fremadgående ledning eller 'TIL' tilstand til den omvendte 'FRA' tilstand. Den vigtigste forskel mellem den typiske PN-forbindelsesdiode og Schottky-dioden er den omvendte genopretningstid. I en typisk PN-krydsdiode kan omvendt genopretningstid variere fra flere mikrosekunder til 100 nanosekunder. Schottky-dioder har ikke gendannelsestid, fordi Schottky-dioder ikke har en udtømningsregion ved krydset.
Omvendt lækstrøm: Strøm ledet fra en halvlederindretning i omvendt forspænding er omvendt lækstrøm. I Schottky-dioden øger temperaturforøgelsen den omvendte lækstrøm betydeligt.
Anvendelser af Schottky-diode
Schottky-dioder har mange anvendelser i elektronikindustrien på grund af deres unikke egenskaber. Nogle af ansøgningerne er som følger:
1. Spændingsspænding / klipningskredsløb
Clipper-kredsløb og clamper-kredsløb bruges almindeligvis i bølgeformningsapplikationer. At have en lavspændingsfaldegenskab gør Schottky-dioden nyttig som en fastspændingsdiode.
2. Omvendt strøm og afladningsbeskyttelse
Som vi ved kaldes Schottky-diode også som blokerende diode, fordi den blokerer strømmen i omvendt retning; det kan bruges som afladningsbeskyttelse. For eksempel anvendes i nødblitzlys en Schottky-diode mellem en superkondensator og jævnstrømsmotor for at forhindre, at superkondensatoren aflades gennem jævnstrømsmotoren.
3. Prøve-og-hold kredsløb
Fremadrettet Schottky-diode har ingen mindretalsopladningsbærere, og på grund af dette kan de skifte hurtigere end de typiske PN-junction-dioder. Så Schottky-dioder bruges i, fordi de har lavere overgangstid fra prøven til hold-trin, og dette resulterer i en mere nøjagtig prøve ved output.
4. Strøm ensretter
Schottky-dioder har høj strømtæthed, og lavt spændingsfald fremad betyder, at der spildes mindre strøm end en typisk PN-forbindelsesdiode, og dette gør Schottky-dioder mere velegnede til ensrettere.
Yderligere kan du finde praktisk implementering af diode i mange kredsløb ved at følge linket.