Die Diode von Schottky (genannt nach dem deutschen Physiker Walter H. Schottky; auch bekannt als heiße Transportunternehmen-Diode) ist eine Halbleiter-Diode mit einem niedrigen Vorwärtsspannungsabfall und einer sehr schnellen umschaltenden Handlung. Die in den frühen Tagen des Radios verwendeten Entdecker des Katze-Schnurrhaars können als primitive Dioden von Schottky betrachtet werden.

Wenn Strom durch eine Diode fließt, gibt es einen kleinen Spannungsabfall über die Diode-Terminals. Eine normale Silikondiode hat einen Spannungsabfall zwischen 0.6-1.7 Volt, während ein Diode-Spannungsabfall von Schottky zwischen etwa 0.15-0.45 Volt ist. Dieser niedrigere Spannungsabfall kann höhere umschaltende Geschwindigkeit und bessere Systemleistungsfähigkeit zur Verfügung stellen.

Aufbau

Ein Metallhalbleiter-Verbindungspunkt wird zwischen einem Metall und einem Halbleiter gebildet, eine Barriere von Schottky (statt eines Verbindungspunkts des Halbleiter-Halbleiters als in herkömmlichen Dioden) schaffend. Typische verwendete Metalle sind Molybdän, Platin, Chrom oder Wolfram; und der Halbleiter würde normalerweise N-leitendes Silikon sein. Die Metallseite handelt als die Anode und N-leitenden Halbleiter-Taten als die Kathode der Diode. Diese Schottky Barriere läuft sowohl auf schnelle Schaltung als auch niedrig auf Vorwärtsspannungsabfall hinaus.

Rückwiederherstellungszeit

Der wichtigste Unterschied zwischen dem p-n und der Diode von Schottky ist Rückwiederherstellungszeit, wenn die Diode davon umschaltet, bis das Leiten des Staates und umgekehrt nichtzuführen. Wo in einer p-n Diode die Rückwiederherstellungszeit in der Ordnung von Hunderten von Nanosekunden und weniger als 100 ns für schnelle Dioden sein kann, haben Dioden von Schottky keine Wiederherstellungszeit, weil es nichts gibt, um sich (d. h. kein Anklage-Transportunternehmen-Erschöpfungsgebiet am Verbindungspunkt) zu erholen. Die umschaltende Zeit ist ~100 ps für die kleinen Signaldioden und bis zu Zehnen von Nanosekunden für spezielle Macht-Dioden der hohen Kapazität. Mit der p-n Verbindungspunkt-Schaltung gibt es auch einen Rückwiederherstellungsstrom, der in Hochleistungshalbleitern vergrößertes EMI Geräusch bringt. Mit Schottky Dioden, die im Wesentlichen sofort mit nur dem geringen kapazitiven Laden umschalten, ist das viel weniger von einer Sorge.

Es wird häufig gesagt, dass die Diode von Schottky ein "" Transportunternehmen-Majoritätshalbleiter-Gerät ist. Das bedeutet, dass, wenn der Halbleiter-Körper n-leitend nur lackiert wird, die n-leitenden Transportunternehmen (bewegliche Elektronen) eine bedeutende Rolle in der normalen Operation des Geräts spielen. Die Majoritätstransportunternehmen werden ins Leitungsband des Metallkontakts auf der anderen Seite der Diode schnell eingespritzt, um freie bewegende Elektronen zu werden. Deshalb wird keine langsame, zufällige Wiederkombination von n- und p-Typ-Transportunternehmen beteiligt, so dass diese Diode Leitung schneller aufhören kann als eine gewöhnliche p-n Gleichrichterdiode. Dieses Eigentum erlaubt der Reihe nach ein kleineres Gerät-Gebiet, das auch für einen schnelleren Übergang macht. Das ist ein anderer Grund, warum Dioden von Schottky in Macht-Konvertern der Schalter-Weise nützlich sind; die hohe Geschwindigkeit der Diode bedeutet, dass der Stromkreis an Frequenzen in der Reihe 200 Kilohertz bis 2 MHz bedienen kann, den Gebrauch von kleinen Induktoren und Kondensatoren mit der größeren Leistungsfähigkeit erlaubend, als mit anderen Diode-Typen möglich sein würde. Dioden von kleinem Gebiet Schottky sind das Herz von RF Entdeckern und Mixern, die häufig bis zu 50 GHz bedienen.

Beschränkungen

Die offensichtlichsten Beschränkungen von Dioden von Schottky sind die relativ niedrigen Sperrspannungseinschaltquoten für Silikonmetalldioden von Schottky, normalerweise 50 V und unten, und ein relativ hoher Rückleckage-Strom. Einige Designs der höheren Stromspannung sind verfügbar; 200V wird als eine hohe Sperrspannung betrachtet.

Rückleckage-Strom, weil es mit der Temperatur zunimmt, führt zu einem Thermalinstabilitätsproblem. Das beschränkt häufig die nützliche Sperrspannung auf ganz unter der wirklichen Schätzung.

Während höhere Sperrspannungen erreichbar sind, würden sie durch höhere Vorwärtsspannungsabfälle begleitet, zu anderen Typen vergleichbar; solch eine Diode von Schottky würde im Vorteil sein.

Silikonkarbid Diode von Schottky

Vom Silikonkarbid gebaute Dioden von Schottky haben einen viel niedrigeren Rückleckage-Strom als Silikondioden von Schottky und höhere Sperrspannung. sie waren von Herstellern in Varianten bis zu 1700 V verfügbar.

Silikonkarbid hat ein hohes Thermalleitvermögen, und Temperatur hat wenig Einfluss auf seine Schaltung und Thermaleigenschaften. Mit dem speziellen Verpackungssilikonkarbid können Dioden von Schottky bei Verbindungspunkt-Temperaturen von mehr als 500 K funktionieren (ungefähr 200 °C), der das passive Strahlungsabkühlen in Raumfahrtanwendungen erlaubt.

Anwendungen

Das Stromspannungsfestklemmen

Während Standardsilikondioden einen Vorwärtsspannungsabfall von ungefähr 0.6 Volt und Germaniumdioden 0.3 Volt haben, ist der Diode-Spannungsabfall von Schottky auf Vorwärtsneigungen von ungefähr 1 mA in der Reihe 0.15 V zu 0.46 V (sieh 1N5817, und 1N5711 hat datasheets online an den Websites des Herstellers gefunden), der sie nützlich in Stromspannungsfestklemmen-Anwendungen und Verhinderung der Transistor-Sättigung macht. Das ist wegen der höheren aktuellen Dichte in der Diode von Schottky.

Kehren Sie Strom und Entladungsschutz um

Dioden von Schottky werden in photovoltaic (PV) Systeme verwendet, um einen Rückstrom zu verhindern, der durch die PV Module fließt. Zum Beispiel werden sie in eigenständigen Systemen ("außer Bratrost") verwendet, um Batterien davon abzuhalten, sich durch die Sonnenzellen nachts, und in Bratrost-verbundenen Systemen mit vielfachen in der Parallele verbundenen Schnuren zu entladen, um das aktuelle Rückfließen von angrenzenden Schnuren bis beschattete Schnuren zu verhindern, wenn die Umleitungsdioden gescheitert haben.

Macht-Versorgung

Sie werden auch als Berichtiger im Macht-Bedarf der geschalteten Weise verwendet; die niedrige Vorwärtsstromspannung und schnelle Wiederherstellungszeit führt zu vergrößerter Leistungsfähigkeit.

Dioden von Schottky können in der Macht-Versorgung "ODER" den ing Stromkreisen in Produkten verwendet werden, die sowohl eine innere Batterie als auch einen Hauptadapter-Eingang, oder ähnlich haben. Jedoch wirft der hohe Rückleckage-Strom ein Problem in diesem Fall als jeder Stromspannungsabfragungsstromkreis des hohen Scheinwiderstands auf (z.B die Batteriestromspannung kontrollierend oder entdeckend, ob ein Hauptadapter da ist), wird die Stromspannung von der anderen Macht-Quelle durch die Diode-Leckage sehen.

Benennung

Allgemein gestoßene Dioden von Schottky schließen 1N5817 Reihe (1 Ampere) Berichtiger ein. Metallhalbleiter-Verbindungspunkte von Schottky werden in den Nachfolgern der 7400 TTL Familie von Logikgeräten, den 74, 74LS und 74ALS Reihe gezeigt, wo sie als Klammern in der Parallele mit den mit dem Sammlergrundverbindungspunkten der bipolar Transistoren angestellt werden, um ihre Sättigung zu verhindern, dadurch außerordentlich ihre Umdrehung - von Verzögerungen reduzierend.

Kleines Signal Schottky Dioden solcher als 1N5711, 1N6263, 1SS106, 1SS108, und der BAT41-43, werden 45-49 Reihen in Hochfrequenzanwendungen als Entdecker, Mixer und nichtlineare Elemente weit verwendet, und haben Germaniumdioden ersetzt. Sie sind auch für die elektrostatische Entladung (ESD) Schutz von empfindlichen Geräten wie III-V-Semiconductor-Geräte, Laserdioden und, in einem kleineren Ausmaß, ausgestellten Linien des CMOS Schaltsystemes passend.

Alternativen

Wenn weniger Macht-Verschwendung gewünscht wird, können ein MOSFET und ein Kontrollstromkreis statt dessen in einer als aktive Korrektur bekannten Operationsweise verwendet werden.

Eine Superdiode, die aus einer Pn-Diode oder Diode von Schottky und einem betrieblichen Verstärker besteht, stellt eine fast vollkommene Diode-Eigenschaft wegen der Wirkung des negativen Feed-Backs zur Verfügung, obwohl sein Gebrauch auf Frequenzen eingeschränkt wird, die der betriebliche verwendete Verstärker behandeln kann.

Siehe auch

• Barriere von Schottky
• Wirkung von Schottky (Emission von Schottky)
• Barriere-Kapazitätsdiode von Heterostructure
• Aktive Korrektur

Externe Verweise

• "Einführung in Schottky Berichtiger"
• "Ist der niedrigste Vorwärtsspannungsabfall von echten schottky Dioden immer die beste Wahl?" Technische Anwendung, IXYS Corp.
• "Diode von Schottky" in der Elektronik und dem Radio Heute
• "Dioden"