Диод Шотки - принцип на действие, предназначение

Диодът Шотки е полупроводниково устройство (диод), реализирано от контакт метал-полупроводник. Получил името си в чест на немския физик Уолтър Шотки.

Характеристики на диодите Шотки

През 1938 г. учени създават основата на теорията на тези полупроводникови устройства. Вместо pn преход в такива диоди, метал-полупроводник се използва като бариера. Областта на полупроводниковия материал се обединява от основните носители. В точката на контакт започва да се формира област на зареждане на йонизирани акцептори. В резултат на това в преходната зона възниква потенциална бариера, която се нарича бариера на Шотки. Промяната в нивото му води до промяна в стойността на тока, протичащ през диода Шотки. Основна характеристика на такива полупроводникови устройства е ниското ниво на спадане на напрежението след pn-прехода, както и липсата на зарядно ниво на обратното възстановяване.

Шотки диоди работят в температурния диапазон от минус 65 ⁰ до плюс 160 ⁰ градуса, стойността на допустимото обратно напрежение, произведена в индустрията на диоди, е ограничена до 250 V. Въпреки това, тези устройства се използват широко в промишлената електроника в ниско напрежение, чието напрежение е ограничено до десетки волта , Диодът Шотки позволява да се получи необходимата стойност на потенциалната бариера чрез избиране на желания метал. Доста ниското ниво на високочестотен шум позволява използването на такива диоди захранващи устройства, в цифрово оборудване, като радиационни детектори, светлинни модулатори, в трансформаторни единици на аналогово оборудване. Те се използват широко при проектирането на слънчеви клетки. Принципът на бариерата на Шотки се използва при проектирането и производството на високоскоростни микровълнови диоди. Диодът Шотки е структурно изпълнен в стъклени, пластмасови и метални кутии. Също така, тези устройства се предлагат в SMD-кутии.

Силни и слаби страни

Предимството им, за разлика от силициевите диоди, е по-скоро ниско напрежение (до 0.2-0.4 волта). Такава малка капка стойност е характерна само за диодите на Шотки. Бариерата на Шотки също има по-малка стойност на електрическия капацитет на прехода, което ви позволява значително да увеличите работната честота на устройството. Също така, тези устройства се характеризират с по-ниска стойност на смущения. Диодът Шотки има няколко недостатъка. Основното нещо е високата чувствителност към краткосрочни вълни на обратен ток и напрежение, в резултат на което късо съединение и диодът изгаря. Също така, диоди от този тип се характеризират с увеличаване на стойността на обратния ток с увеличаване на температурата на кристала.

По отношение на мощността тези полупроводникови устройства могат да се разделят на три групи: ниска мощност (токът им не надвишава 3-5 ампера), средна мощност (до 10 ампера) и мощна (ток достига 60 ампера). Мощни диоди Шоттки се използват за работа в устройства, използвани за коригиране променлив ток. Те осигуряват преминаването на постоянен ток, достигащо до десетки ампера. В този случай, напрежението на диода е само 0.5-1 V. Допустимата стойност на обратното напрежение в диодите Шотки е 200-500 V.