Mikä on Schottky -diodi?

Schottky -diodi, jota joskus kutsutaan kuumalle kantajadiodille, on eräänlainen puolijohdediodi. Kuten kaikki diodit, se sallii virran virrata vapaasti yhteen suuntaan, mutta estää suurimman osan virtauksesta toiseen suuntaan. Schottky -diodi eroaa rakenteeltaan muista diodeista. Sen sijaan, että siirtäisi virtaa kahden puolijohteen välillä, Schottky -diodin aktiivinen liitos on metallin ja puolijohteen välillä. Tämä rakenne johtaa pienempään eteenpäin suuntautuvaan jännitehäviöön ja nopeampaan kytkentätoimintaan, mikä tekee Schottky -diodista ihanteellisen käytettäväksi tasasuuntaajana, sekoittimena tai ilmaisindiodina.

Vakiopuolijohdediodit koostuvat kahdesta puolijohdemateriaalin bitistä, jotka on liitetty toisiinsa. Yksi bitti on täynnä elektroneja ja sitä kutsutaan n-vyöhykkeeksi. Toisessa bitissä on vähemmän elektroneja ja sitä kutsutaan p-alueeksi. Virta kulkee liitäntäpisteen, jota kutsutaan pn-liitokseksi, n-vyöhykkeestä p-vyöhykkeeseen. Schottky -diodissa pieni metallikappale on kiinnitetty yhteen puolijohteeseen Schottky -esteen muodostamiseksi, ja tämän esteen yli virta kulkee.

Kosketuspiste, jonka läpi virta voi virrata, on suurempi Schottky -esteessä kuin pn -liitoksessa. Tämän rakenteen etuna on pienempi eteenpäinvastus. Se vie vähemmän energiaa, jotta virta kulkee diodin läpi, mikä tarkoittaa, että eteenpäin suuntautuva jännitehäviö on pienempi. Eteenpäin suuntautuva jännitehäviö on muutos, joka syntyy aina, kun sähkövirta kulkee diodin läpi. Tavallisen piidiodin etujännitehäviö (Vf) on 0.7 – 1.7, kun taas Schottky -diodin Vf on enintään 0.5.

Toinen Schottky -diodin merkittävä etu on sen nopea kytkentä. Kun diodi vaihtaa liikkuvasta virrasta liikkumattomaksi, tätä kutsutaan kytkimeksi. Se kestää nanosekuntia ja aiheuttaa pienen määrän sähkömagneettisia häiriöitä, mikä heikentää väliaikaisesti radiosignaaleja. Schottky -diodin nopeampi kytkentätoiminta aiheuttaa vähemmän sähkömagneettisia häiriöitä, joten tämäntyyppinen diodi on ihanteellinen käytettäväksi radiosovelluksissa.

Yleisin tämän tyyppisen diodin käyttö radiojärjestelmissä on tasasuuntaaja. Tasasuuntaajat käsittelevät vaihtovirta (vaihtovirta) -signaaleja ja muuttavat ne DC (tasavirta) -signaaleiksi. Näin tietoja saadaan AM -radioiden signaaleista. Schottky -diodeja voidaan käyttää myös sekoitusdiodina muuntamaan korkeammilta taajuuksilta alemmille taajuuksille tai ilmaisindiodina muuntamaan mikroaaltosignaalit videosignaaleiksi.

Vaikka Schottky -esteen ja diodin keksintö johtuu usein Walter H.Schottkylle, hän ei itse luonut elektronisia komponentteja. Schottky oli saksalainen fyysikko, joka työskenteli Berliinissä 1900 -luvun alussa. Hän kehitti kaavan latauspisteen ja metallikappaleen väliselle vuorovaikutusenergialle. Tämä kaava johti lopulta hänen nimensä esteen ja diodin luomiseen.