Diody Schottkyego

Środa, Sierpień 15, 2011 Napisane przez Admin

Dioda Schottky’ego jest elementem półprzewodnikowym, którego działanie jest oparte na złączu metal-półprzewodnik. W obszarze tego złącza powstaje bariera potencjału, zwana barierą Schottky’ego (ang. Schottky barrier). Przepływ ładunków następuje za pomocą nośników większościowych, a więc np. dla półprzewodnika typu n za pomocą elektronów. Przy polaryzacji diody w kierunku przewodzenia elektrony o dużych energiach masowo przechodzą z półprzewodnika do metalu. Natomiast liczba nośników mniejszościowych przechodzących w przeciwnym kierunku jest znikoma.
Diody Schottky’ego różnią się tym od zwykłych diod ostrzowych, że mają dość duży styk metal-półprzewodnik. Metal, którym jest np. złoto, srebro, pallad, najczęściej naparowuje się na półprzewodnik w próżni. Zwykle w diodach Schottky’ego stosuje się półprzewodnik typu n z powodu większej ruchliwości elektronów niż dziur. Dzięki temu otrzymuje się element półprzewodnikowy, który może być wykorzystywany w zakresie bardzo wielkich częstotliwości. W porównaniu z diodami ostrzowymi diody Schottky’ego przewyższają je tym, że:

  • charakterystyki diod tej samej serii są bardziej powtarzalne niż w przypadku diod ostrzowych,
  • są bardziej stabilne i niezawodne,
  • odznaczają się większym napięciem wstecznym (kilkądziesiąt woltów),
  • mogą przewodzić większe prądy,
  • mają mniejszy prąd wsteczny,
  • są bardziej odporne na przeciążenia,
  • mają mniejsze szumy,
  • czas przełączania mają najczęściej mniejszy od 100 ps (1 ps = 10“12 s), a więc przy tej samej wartości prądu mają mniejszą moc strat cieplnych.
Diody te jednak w porównaniu z diodami ostrzowymi mają większą pojemność międzyelektrodową.

Dzięki swoim zaletom diody te są stosowane w prostownikach dostarczających dużych prądów przy małych napięciach. Mogą być stosowane do częstotliwości 100 kHz bez wzrostu strat na przełączanie. Na rys. 1.19 przedstawiono charakterystykę prądowo-napięciową diody Schot- tky ’ego. Do wartości napięcia wstecznego 8-r-10 V charakterystyka przebiega bardzo płasko, aby następnie uzyskać przebieg typowy dla rezystancji. Ze względu na brak rekombinacji nośników mniejszościowych diody Schottky’ego mogą pracować przy częstotliwościach do 100 kHz. Straty przy przełączaniu w diodach warstwowych p-n wynoszą np. 20- 12,5 • 10-6 Ws/przełączenie, a w diodach Schottky’ego dla tych samych warunków 20- 75- 10~9 Ws/przełączenie. Przy przepływie przez diodę 100 A spadek napięcia na diodzie p-n spolaryzowanej w kierunku przewodzenia wynosi ok. 1,15 V, a w diodzie Schottky’ego — ok. 0,65 V. Charakterystyki diod Schottky’ego są bardziej przesunięte w prawo niż charakterystyki diod ostrzowych (większe napięcie odcięcia). Obecnie są już wytwarzane mikrofalowe diody Schottky’ego do mieszaczy i detektorów, ultraszybkich przełączników, ograniczników i innych mikrofalowych urządzeń elektronicznych.