Diodo Schottky: Construcción, trabajo, ventajas, desventajas y funciones

¿Qué es una Diodo Schottky? Símbolos, diagrama del circuito, construcción, trabajo y funciones

Los diodos son principalmente piezas digitales basadas en semiconductores, ampliamente utilizadas para la rectificación, la conmutación, etc. Es probablemente una de las piezas digitales más utilizadas. Hay varios tipos de diodos que se utilizan para diversos fines. El diodo Schottky es un tipo de diodo que se utiliza por su excesiva velocidad de conmutación, su baja caída de tensión y su bajo consumo.

¿Qué es un diodo Schottky?

El diodo Schottky es un tipo de diodo semiconductor que se forma uniendo acero con un semiconductor. El presente eléctrico se configura sólo como resultado de un proveedor mayoritario. Suele llamarse proveedor de calor o diodo de barrera Schottky. Lleva el nombre del físico alemán Walter H. Schottky. Tiene una baja caída de tensión en la parte delantera. Se utiliza en la formación de ondas, la conmutación de alta velocidad, los fines de RF y en las puertas lógicas TTL.

Un diodo genérico está formado por la unión entre un semiconductor de tipo P y un semiconductor de tipo N. La forma de la unión se conoce como unión PN. Se forma utilizando silicio o germanio. Mientras que la unión es diodo Schottky se conoce como unión metal-semiconductor o unión MS. Tiene la forma de un metal similar al aluminio, el platino, el tungsteno, el cromo, el oro, los siliciuros seguros y un material semiconductor de tipo N.

Un diodo de unión PN de silicio tiene una caída de tensión hacia delante de 0,6 a 0,7 voltios, mientras que un diodo de unión PN de germanio apenas tiene una caída de tensión hacia delante de 0,3 a 0,4 voltios. Sin embargo, la tensión sensible de avance varía hasta 0,9 voltios, según la etapa de dopaje. Mientras que la caída de tensión Schottky está entre 0,1 y 0,4 voltios.

Un diodo tiene un ánodo y un cátodo semiconductores, mientras que el diodo Schottky tiene un ánodo de acero y un cátodo semiconductor.

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Imagen del diodo Schottky

La imagen del diodo Schottky se parece a la de un diodo de unión PN estándar, además de que la barra está modificada en forma de «S». Aquí tienes la imagen del diodo Schottky.

Edificio

El diodo Schottky se construye formando una unión entre un acero y un semiconductor conocida como unión metal-semiconductor o unión MS. Es una unión unilateral. Los metales similares al oro, el platino, el aluminio y los siliciuros seguros se utilizan con los semiconductores de silicio de tipo n.

Estructura del diodo SchottkyEl semiconductor de tipo N es más popular como alternativa al de tipo P, porque el semiconductor de tipo P tiene una caída de tensión hacia delante mucho mayor. Sin embargo, la caída de tensión hacia delante tiene una relación inversa con la fuga inversa presente. Debido a este hecho, el semiconductor de tipo N se utiliza con el acero, mientras que el acero forma una unión semiconductora.

La unión MS escribe una barrera conocida como barrera de Schottky. La anchura de la barrera viene determinada por el tipo de acero que se utilice y por el enfoque del dopante del semiconductor. La anchura de la barrera disminuye con el aumento del foco de dopaje. Esta barrera se conoce como barrera de energía potencial, que detiene el flujo de costes hasta que se utiliza suficiente potencial entre ella. Debido al excesivo foco de dopaje y a la pequeña área de agotamiento, los portadores de coste pueden fluir simplemente a través de la barrera.

El diodo Schottky puede actuar como rectificador o como contacto óhmico, dependiendo del foco de dopaje. El diodo rectificador Schottky o el diodo de contacto no óhmico tiene una gran anchura como consecuencia del bajo enfoque del dopante. Mientras que un diodo de contacto óhmico tiene una anchura de barrera realmente pequeña como consecuencia de un enfoque de dopaje excesivo. Debido a este hecho, el semiconductor de tipo N está tranquilamente dopado.

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Trabajo del diodo Schottky

A diferencia del diodo de unión PN, el diodo Schottky tiene al electrón como proveedor mayoritario en el área del acero y además en el área de los semiconductores. Debido a este hecho, el diodo Schottky no funciona como todos los diodos PN normales. A continuación se describe el funcionamiento del diodo Schottky en todas sus partes.

Diodo Schottky desprejuiciado

En situaciones no sesgadas, no hay ninguna fuente de tensión conectada al diodo. No hay distinción de potencial a lo largo del diodo Schottky.

Diodo Schottky no polarizado

Como todos sabemos, el diodo Schottky está hecho de acero y de una mezcla de semiconductores de tipo N. Los metales tienen electrones libres, pero su coste total es imparcial. Por otro lado, el semiconductor de tipo N tiene una cantidad extra de electrones libres, por lo que mantiene un coste desfavorable.

Los electrones del semiconductor atraviesan la unión en el acero a lo largo de su mezcla. Cuando un átomo imparcial acepta un electrón, se convierte en cargado negativamente. Todo lo contrario, cuando pierde un electrón, se convierte en carga positiva. Debido a este hecho, la capa de átomos en el aspecto de acero de la junta se convierte en una carga negativa. En consecuencia, se forma una capa cargada positivamente en el aspecto semiconductor de la unión. Esta capa de gastos optimistas y desfavorables se conoce como zona de agotamiento.

La zona de agotamiento tipifica un tipo de barrera de tensión para los portadores de coste dentro del semiconductor. Esta barrera tiene un potencial incorporado, un umbral restringido que debe cruzarse para iniciar la conducción a través de la unión. El potencial incrustado está determinado por la anchura de la barrera. Por la razón de que el acero está lleno de electrones libres, la anchura de la barrera es despreciable en el aspecto del acero que en el aspecto del semiconductor de tipo n. Debido a esta pequeña barrera, el potencial incrustado o la tensión incrustada puede ser muy pequeña.

Para iniciar la conducción de portadores de coste a través de la unión, la tensión potencial utilizada debe superar este potencial incorporado. Esto termina en la baja caída de tensión que sigue a través del diodo Schottky.

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Diodo Schottky delante

En la situación de polarización hacia delante, el acero del diodo Schottky se conecta al terminal optimista de la batería, mientras que el semiconductor de tipo n se conecta al terminal desfavorable de la batería.

Diodo Schottky polarizado hacia delante

Como resultado del uso de tensiónse generan electrones libres dentro de la zona del semiconductor. Sin embargo, los electrones no pueden mover la barrera hasta que el voltaje utilizado cruce la restricción de potencial incorporada. En muchos diodos Schottky, la tensión de barrera ronda los 0,2v. Cuando el voltaje utilizado supera los 0,2v, los electrones reciben suficiente energía para mover la barrera. A medida que aumenta la tensión, la zona de agotamiento se hace más fina y desaparece.

Diodo Schottky invertido

En situación de polarización inversa, el terminal desfavorable de la batería se conecta al acero del diodo Schottky y el terminal optimista se conecta al semiconductor de tipo n. La polarización inversa tipifica la barrera cuya anchura aumentará con el aumento dentro de la tensión inversa. La polarización inversa detiene la conducción de la corriente, sin embargo, hay muy pocas fugas. Sin embargo, la fuga presente puede aumentar constantemente como resultado de un aumento de la tensión inversa, pero hay una restricción. Si la tensión supera una restricción de seguridad, la barrera se rompe por completo y el presente comienza a fluir dentro de la vía inversa. Este fallo inverso daña completamente las unidades.

Diodo Schottky inverso

El diodo Schottky tiene un tiempo de restauración realmente pequeño, ya que en comparación con el diodo PN, como resultado del presente es sólo un resultado de la mayoría de los portadores de electrones de coste. Deja de conducir brevemente cuando la tensión se invierte.

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IV Trazos de diodos Schottky

Las trazas I-V o de corriente-tensión de una herramienta presentan la conexión entre la tensión y el flujo de corriente a través del sistema. Aquí se muestra la curva de atribución IR de un diodo Schottky en comparación con el diodo de unión PN. La línea horizontal revela la tensión a través del diodo Schottky, mientras que la línea vertical revela el presente a través del sistema.

IV Características del diodo Schottky

Como puedes ver, la curva IR de cada diodo Schottky y PN es comparable, aparte de la tensión de rodilla. La tensión de rodilla o la tensión de retroalimentación del diodo Schottky puede ser muy baja en comparación con el diodo PN. Debido a esto, la caída de tensión hacia delante puede ser muy baja y el poder la disipación a través del diodo es muy baja.

Según la curva, el diodo Schottky no conduce hasta que la tensión alcanza el nivel de rodilla. Sin embargo, existe una pequeña fuga conocida como fuga hacia delante. Por encima del nivel de rodilla, que ronda los 0,2 – 0,4 voltios para muchos diodos Schottky, el presente aumentará exponencialmente.

En polarización inversa, no hay más flujo presente que la fuga inversa que se comprueba en el tercer cuadrante del gráfico. La fuga inversa presente aumentará muy lentamente y de forma casi despreciable con un aumento de la tensión inversa hasta la rotura inversa. En este nivel, el sistema comienza a conducirse dentro del camino inverso y se rompe por completo. Comparativamente, la fuga inversa es mayor y la tensión de ruptura inversa es menor que la del diodo PN como consecuencia de la baja tensión directa del diodo Schottky.

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Ventajas y desventajas del diodo Schottky

Beneficio

A continuación se enumeran algunas ventajas del diodo Schottky.

  • Tiene una caída de tensión muy baja por delante o un tiempo de encendido muy bajo.
  • Tiene una disipación de energía muy baja en toda su longitud.
  • Tiene un tiempo de restauración muy rápido.
  • Tiene un ritmo de intercambio excesivo.
  • Puede funcionar con una frecuencia realmente excesiva.
  • Su eficiencia es mayor que la del diodo de unión PN.
  • Como resultado de una pequeña área de agotamiento, la capacidad de unión puede ser baja.
  • Al contrario, la densidad de corriente es excesiva como consecuencia de una pequeña zona de agotamiento.
  • Funciona de forma silenciosa en comparación con el diodo PN.

Drawback

A continuación se enumeran algunas desventajas del diodo Schottky.

  • Como resultado de la baja caída de tensión hacia delante, el diodo Schottky tiene la siguiente fuga inversa presente en comparación con el diodo de unión PN.
  • Tiene una tensión de fuga inversa decreciente. Debido a este hecho, no puede manejar tensiones inversas gigantes.
  • Tiene una clasificación de tensión inversa relativamente baja.
  • Tiene una gran saturación inversa presente.

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Funciones del diodo Schottky

El diodo Schottky es simplemente un diodo PN que se utiliza para la conmutación y, en particular, por sus bajas pérdidas y su excesiva velocidad. A continuación se enumeran algunas de las finalidades del diodo Schottky.

  • Se utiliza en rectificadores de alta velocidad y alta potencia.
  • Se utiliza en la RF (radiofrecuencia) de alta frecuencia. Corresponde a un mezclador y detector de RF.
  • Se utiliza como detector de señales dentro del circuito demodulador de FM.
  • Debido a las bajas pérdidas y a la excesiva velocidad de conmutación, se utiliza en los circuitos lógicos TTL de las unidades digitales.
  • Se utiliza en los circuitos de pinzas de tensión.
  • Debido a su baja tensión de avance, se utiliza en las técnicas fotovoltaicas (células fotovoltaicas) para detener la corriente inversa de las baterías o de la carga conectada.
  • Se utiliza en las SMP (fuentes de alimentación conmutadas)
  • Se utiliza para cientos que requieren un par de pilas. Se utiliza para detener el flujo de regalo entre las pilas que puede dañarlas.

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