Diodo Schottky - principio di funzionamento, scopo

Il diodo Schottky è un dispositivo a semiconduttore (diodo) realizzato da un contatto metallo-semiconduttore. Ha ricevuto il suo nome in onore del fisico tedesco Walter Schottky.

Caratteristiche dei diodi Schottky

Nel 1938, gli scienziati hanno stabilito le basi della teoria di questi dispositivi a semiconduttore. Invece di giunzione pn in tali diodi, il metallo-semiconduttore era usato come barriera. L'area del materiale semiconduttore è unita dai principali trasportatori. Nel punto di contatto, inizia a formarsi una regione di carica di accettori ionizzati. Di conseguenza, una barriera potenziale si presenta nella zona di transizione, che è chiamata la barriera di Schottky. Un cambiamento nel suo livello porta ad un cambiamento nel valore della corrente che scorre attraverso il diodo Schottky. La caratteristica principale di tali dispositivi a semiconduttore è considerata il basso livello della caduta della tensione diretta dopo la giunzione pn, nonché l'assenza del livello di carica del recupero inverso.

I diodi Schottky operano nell'intervallo di temperatura da meno 65 ⁰ a più 160 ⁰ centigradi, il valore della tensione inversa ammissibile prodotta nei diodi industriali è limitato a 250 V. Tuttavia, questi dispositivi sono ampiamente utilizzati nell'elettronica industriale in circuiti a bassa tensione, la cui tensione inversa è limitata a decine di volt . Il diodo Schottky consente di ottenere il valore richiesto della barriera potenziale selezionando il metallo desiderato. Il livello piuttosto basso di rumore ad alta frequenza consente l'uso di tali diodi in commutazione di alimentatori, in apparecchiature digitali, come rilevatori di radiazioni, modulatori di luce, in unità di trasformazione di apparecchiature analogiche. Sono ampiamente utilizzati nella progettazione di celle solari. Il principio della barriera Schottky viene utilizzato nella progettazione e produzione di diodi a microonde ad alta velocità. Diodo Schottky è strutturalmente eseguito in casi di vetro, plastica e metallo. Inoltre, questi dispositivi sono disponibili in custodie SMD.

Punti di forza e debolezza

Il loro vantaggio, a differenza dei diodi al silicio, è una caduta di tensione piuttosto bassa (a 0,2-0,4 volt). Un valore di drop così piccolo è caratteristico solo per i diodi Schottky. La barriera Schottky ha anche un valore inferiore della capacità elettrica della transizione, questo consente di aumentare significativamente la frequenza operativa del dispositivo. Inoltre, questi dispositivi sono caratterizzati da un valore inferiore di interferenza. Diodo Schottky ha diversi svantaggi. La cosa principale è l'elevata sensibilità alle sovratensioni a breve termine di corrente e tensione inversa, a seguito delle quali corto circuito e il diodo brucia. Inoltre, i diodi di questo tipo sono caratterizzati da un aumento del valore della corrente inversa con l'aumento della temperatura del cristallo.

In termini di potenza, questi dispositivi a semiconduttore possono essere suddivisi in tre gruppi: bassa potenza (la loro corrente non supera i 3-5 ampere), potenza media (fino a 10 ampere) e potente (la corrente raggiunge i 60 ampere). Potenti diodi Schottky vengono utilizzati per lavorare su dispositivi utilizzati per la rettifica corrente alternata. Forniscono il passaggio di una corrente diretta che raggiunge decine di ampere. In questo caso, la caduta di tensione attraverso il diodo è solo 0,5-1 V. Lo stesso valore ammissibile della tensione inversa nei diodi Schottky è 200-500 V.