Funcionamiento y aplicaciones del diodo Schottky

Un diodo Schottky es un tipo de componente electrónico, que también se conoce como diodo de barrera. Se utiliza ampliamente en diferentes aplicaciones, como mezclador, en aplicaciones de radiofrecuencia y como rectificador en aplicaciones de potencia. Es un diodo de baja tensión. La caída de potencia es menor en comparación con los diodos de unión PN. El diodo Schottky recibe su nombre del científico Schottky. A veces también se denomina diodo de portador caliente o diodo de electrones calientes e incluso diodo de barrera superficial. En este artículo se explica qué es un diodo Schottky, su construcción, aplicaciones, características y ventajas.

¿Qué es un diodo Schottky?

Un diodo Schottky también se conoce como diodo de portadora caliente; es un diodo semiconductor con una acción de conmutación muy rápida, pero con una baja caída de tensión hacia delante. Cuando fluye una corriente a través del diodo, se produce una pequeña caída de tensión en los terminales del diodo. En un diodo normal, la caída de tensión está entre 0,6 y 1,7 voltios, mientras que en un diodo Schottky la caída de tensión suele oscilar entre 0,15 y 0,45 voltios. Esta menor caída de tensión proporciona una mayor velocidad de conmutación y una mayor eficiencia del sistema. En el diodo Schottky, se forma una unión semiconductor-metal entre un semiconductor y un metal, creando así una barrera Schottky. El semiconductor de tipo N actúa como cátodo y el lado metálico actúa como ánodo del diodo.

Construcción del diodo Schottky

Se trata de una unión unilateral. En un extremo se forma una unión metal-semiconductor y en el otro un contacto metal-semiconductor. Se trata de un contacto ideal óhmico bidireccional sin potencial entre el metal y el semiconductor y no rectificador. El potencial incorporado a través del diodo de barrera Schottky con circuito abierto caracteriza al diodo Schottky.

El diodo Schottky es una función de descenso de la temperatura. Disminuye y aumenta la concentración de dopaje de la temperatura en el semiconductor de tipo N. Para su fabricación, se utilizan los metales del diodo de barrera Schottky, como el molibdeno, el platino, el cromo, el aluminio de tungsteno, el oro, etc., y el semiconductor utilizado es de tipo N.

Diodo de barrera Schottky

Un diodo de barrera Schottky también se conoce como diodo Schottky o de portador caliente. Un diodo de barrera Schottky es un metal-semiconductor. Se forma una unión al poner en contacto el metal con un material semiconductor de tipo N moderadamente dopado. El diodo de barrera Schottky es un dispositivo unidireccional que conduce los flujos de corriente sólo en una dirección (el flujo de corriente convencional del metal al semiconductor)

Características V-I del diodo de barrera Schottky

Las características V-I de un diodo de barrera Schottky son las siguientes

• La caída de tensión hacia delante del diodo de barrera Schottky es muy baja en comparación con un diodo de unión PN normal.
• La caída de tensión hacia delante oscila entre 0,3 voltios y 0,5 voltios.
• La caída de tensión hacia delante de la barrera Schottky está formada por silicio.
• La caída de tensión hacia delante aumenta al mismo tiempo que la concentración de dopaje del semiconductor de tipo N.
• Las características V-I de un diodo de barrera Schottky son muy pronunciadas en comparación con las características V-I de un diodo de unión PN normal, debido a la alta concentración de portadores de corriente.

Componentes de la corriente en el diodo Schottky

La condición de la corriente del diodo de barrera Schottky es a través de los portadores mayoritarios, que son los electrones en un semiconductor de tipo N. La fórmula en el diodo de barrera Schottky es

I_T=I_Difusión+I_Túnel+I_{Emisión termoiónica}

Donde I_Difusión es la corriente de difusión debida al gradiente de concentración y la densidad de corriente de difusiónJ_n=D_n*q*dn/dx para los electrones, donde D_n es la constante de difusión de los electrones, q es la carga electrónica = 1.6*10¹⁹coulombs, dn/dx es un gradiente de concentración de electrones.
La probabilidad de tunelización aumenta con la disminución de la barrera o potencial incorporado y la disminución de la anchura de la capa de agotamiento. Esta corriente es directamente proporcional a la probabilidad de tunelización.
I_{Emisión termoiónica} es una corriente debida a la emisión termoiónica. Debido a la agitación térmica, algunos portadores tienen una energía igual o mayor que la de la banda de conducción a la interfaz metal-semiconductor, y al flujo de corriente.
Dado que la corriente que fluye directamente a través del diodo de barrera Schottky es a través de portadores de carga mayoritarios. Por lo tanto, es adecuado para aplicaciones de conmutación de alta velocidad porque la tensión de avance es muy baja y el tiempo de recuperación inversa es muy corto.

Aplicaciones del diodo Schottky

Los diodos Schottky se utilizan para las aplicaciones de sujeción de tensión y la prevención de la saturación del transistor debido a la alta densidad de corriente en el diodo Schottky. Además, la baja caída de tensión hacia delante del diodo Schottky hace que se desperdicie menos calor, lo que los convierte en una opción eficaz para aplicaciones sensibles y muy eficientes. Debido a que el diodo Schottky utilizado en los sistemas fotovoltaicos autónomos con el fin de evitar que las baterías se descarguen propósito de los paneles solares en la noche, así como en los sistemas conectados a la red, que contiene múltiples cadenas están conectados en conexión en paralelo. Los diodos Schottky también se utilizan como rectificadores en las fuentes de alimentación.

Ventajas del diodo Schottky

Los diodos Schottky se utilizan en muchas aplicaciones en comparación con otros tipos de diodos que no tienen un buen rendimiento.

• Baja tensión de encendido La tensión de encendido del diodo está entre 0,2 y 0,3 voltios. Para un diodo de silicio, es contra 0,6 a 0,7 voltios de un diodo de silicio estándar.
• Tiempo de recuperación rápido Un tiempo de recuperación rápido significa una pequeña cantidad de carga almacenada que puede utilizarse para aplicaciones de conmutación de alta velocidad.
• Baja capacitancia de unión Ocupa una superficie muy pequeña, tras el resultado obtenido del contacto puntual del hilo de silicio. Ya que los niveles de capacitancia son muy pequeños.

Características del diodo Schottky

Las características del diodo Schottky son principalmente las siguientes

• Mayor eficiencia
• Baja caída de tensión directa
• Baja capacitancia
• Encapsulado de montaje superficial de bajo perfil, ultrapequeño
• Anillo de protección integrado para la protección contra la tensión

Así pues, esto es todo sobre el Funcionamiento del Diodo Schottky y su principio de funcionamiento y aplicaciones. Esperamos que hayas comprendido mejor este concepto. Además, para cualquier duda relacionada con este artículo o con proyectos de electricidad y electrónica, puedes aportar tus valiosas sugerencias en la sección de comentarios de abajo. Aquí tienes una pregunta, ¿cuál es la función principal de un diodo Schottky?

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