Найпоширеніший тип діодів (леговані силіконовими діодами ПН ) мають мінімальний перепад напруги для подолання перехідного потенціалу, тобто енергетичної свердловини, для провідності носіїв. Для кремнію це приблизно 0,6-0,65 Вольт і залежить від температури.
Для певних застосувань, що ~ 0,65 вольт діод неприйнятний. Причини включають:
- Витрата потужності на діоді - це функція струму, що проходить через нього, і напруги з'єднання при цьому струмі, тобто
P = V x I. Таким чином, вироблене тепло пропорційне цій напрузі
- Одним із факторів ( не єдиного ) швидкості комутації діода є бар'єр напруги, який необхідно подолати для провідності. Таким чином, зниження цієї напруги було б одним із способів прискорити роботу комутатора діода.
Отже, логічно, простою відповіддю має бути використання якогось іншого напівпровідника замість Si ..., і це працює з деякими обмеженнями: Альтернативою для застосувань низької напруги традиційно був діод переходу германію pn: потенціал стику становить приблизно 0,15 Вольт, набагато менше, ніж ~ 0,65 Вольт вище. Однак діоди Ge в значній мірі зникають із використання через проблеми, коли він втрачає діоди кремнію: Наприклад, високий зворотний струм витоку, низька ємність струму вперед, низька напруга блокування зворотного ходу та жалюча термічна стабільність.
Шотткі діод падає де - то між Si та Ge діодами в параметрах, але істотно відрізняється в тому , як вона працює: функція ректифікації відбувається між легованим полупроводником, майже завжди п-типом, і металом утворюючи « бар'єр Шотткі » для напівпровідника . Зауважте, що в діодах Шоткі відсутній комплементарний тип легування (p <--> n).
Напруга енергетичної свердловини у випадку металево-напівпровідникового бар'єру залежить від того, яке поєднання напівпровідника та металу використовується для формування діода, і, як правило, набагато нижче, ніж у діода переходу pn (половина напруги, як зазначає Олін у його відповідь).
Інша велика перевага полягає в тому, що час зворотного відновлення бар'єру Шоткі є значно нескінченним, порівняно з відносно млявим діодом pn-переходу. Це трохи секрет для високошвидкісних програм комутації / випрямлення.
Недоліком діодів Шоткі є те, що струм зворотного витоку пов'язаний із досягнутою бар'єрною напругою - і різко зростає зі зменшенням цього потенціалу стику. Отже, хоча можливі дуже низькі потенціали стику, для виправлення занадто низька напруга не є справою.
Тепер, переходячи до питань:
- Діоди Шоткі використовуються в схемах, де важливий низький потенціал з'єднання, а зворотний витік не є вимикачем
- І невеликі сигнали високої швидкості комутації, і потужність діодів Шоткі мають своє використання в електронному дизайні: тобто як для застосувань низької напруги, де важливий низький падіння діода, так і швидке відновлення, а також для застосувань високого струму, коли низький падіння діода призводить до меншої витрати енергії, оскільки тепло. наприклад, мій улюблений діод Шотткі, Vishay 95sq015 , має напругу вперед лише 0,25 Вольт при струмі 9 Ампер!
- Одне з ключових, відносно недавніх застосувань діодів Шоткі - це перемикання при високій температурі, де діоди Шоткі з карбіду кремнію, наприклад, 1N8032 , забезпечують дуже високі напруги блокування зворотного ходу (типові> 600 В), не мають зворотного заряду відновлення та номінальну роботу до 200-250 o C. Незважаючи на те, що в цих діодах втрачається перевага низької напруги вперед, швидкість перемикання через нульове зворотне відновлення в поєднанні з роботою при шалено високих температурах робить цей тип Шотткі однозначно неоціненним у таких програмах.
