- Símbolo de diodo Schottky
- ¿Qué hace que el diodo Schottky sea especial?
- Desventajas del diodo Schottky
- Diodo Schottky vs diodo rectificador
- Estructura del diodo Schottky
- Características del diodo VI Schottky
- Parámetros a considerar al seleccionar su diodo Schottky
- Aplicaciones del diodo Schottky
El diodo es uno de los componentes básicos que se usan comúnmente en los diseños de circuitos electrónicos, se puede encontrar comúnmente en rectificadores, cortapelos, abrazaderas y muchos otros circuitos de uso común. Es un dispositivo semiconductor de dos terminales que permite el flujo de corriente en una sola dirección que es de ánodo a cátodo (+ a -) y bloquea el flujo de corriente en dirección inversa, es decir, cátodo a ánodo. La razón detrás de esto es que tiene aprox. Resistencia cero en la dirección de avance mientras que resistencia infinita en la dirección de retroceso. Hay muchos tipos de diodos, cada uno con sus propiedades y aplicaciones únicas. Ya hemos aprendido sobre los diodos Zener y su funcionamiento, en este artículo aprenderemos sobre otro tipo interesante de diodo llamado diodo Schottky y cómo se puede utilizar en nuestros diseños de circuitos.
El diodo Schottky (llamado así por el físico alemán Walter H. Schottky) es otro tipo de diodo semiconductor, pero en lugar de tener una unión PN, el diodo Schottky tiene una unión metal-semiconductor que reduce la capacitancia y aumenta la velocidad de conmutación del diodo Schottky, y esto lo hace diferente de otros diodos. El diodo Schottky también tiene otros nombres como diodo de barrera de superficie, diodo de barrera Schottky, portador caliente o diodo de electrones calientes.
Símbolo de diodo Schottky
El símbolo del diodo Schottky se basa en un símbolo de diodo genérico, pero en lugar de tener una línea recta, tiene una estructura similar a una S en el extremo negativo del diodo, como se muestra a continuación. Este símbolo esquemático se puede utilizar fácilmente para distinguir el diodo Schottky de otros diodos al leer un diagrama de circuito. A lo largo del artículo compararemos el diodo Schottky con el diodo regular para una mejor comprensión.
Incluso por la apariencia física del componente, un diodo Schottky se ve similar a un diodo genérico y, a menudo, es difícil notar la diferencia sin leer el número de pieza. Pero la mayoría de las veces, un diodo Schottky parecerá un poco voluminoso que los diodos normales, pero no siempre tiene que ser así. A continuación se muestra una imagen de pin-out de diodo Schottky.
¿Qué hace que el diodo Schottky sea especial?
Como se discutió anteriormente, un diodo Schottky se ve y funciona de manera muy similar a un diodo genérico, pero una característica única del diodo Schottky es su muy baja caída de voltaje y alta velocidad de conmutación. Para entender esto mejor, conectemos un diodo Schottky y un diodo genérico a un circuito idéntico y verifiquemos cómo funciona.
En las imágenes de arriba, tenemos dos circuitos uno para diodo Schottky y otro de diodo de unión PN típico. Estos circuitos se utilizarán para diferenciar las caídas de tensión en ambos diodos. Entonces, el circuito izquierdo es para el diodo Schottky y el derecho es para un diodo de unión PN típico. Ambos diodos se alimentan con 5V. Cuando se pasa corriente desde ambos diodos, el diodo Schottky solo tiene una caída de voltaje de 0.3 voltios y deja 4.7 voltios para la carga, por otro lado, el diodo de unión PN típico tiene una caída de voltaje de 0.7 voltios y deja 4.3 voltios para la carga. Entonces, el diodo Schottky tiene una caída de voltaje más baja que un diodo de unión PN convencional. Excepto que la caída de voltaje, el diodo Schottky también tiene algunas otras ventajas en un diodo de unión PN típico como el diodo Schottky.velocidad de conmutación más rápida, menos ruido y mejor rendimiento que un diodo de unión PN típico.
Desventajas del diodo Schottky
Si el diodo Schottky tiene una caída de voltaje muy baja y una alta velocidad de conmutación que ofrece un mejor rendimiento, ¿por qué necesitamos siquiera diodos de unión PN genéricos? ¿Por qué no usamos simplemente diodos Schottky para todos los diseños de circuitos?
Si bien es cierto que los diodos Schottky son mejores que los diodos de unión PN y poco a poco se prefieren más que los diodos de unión PN. Dos contratiempos importantes para el diodo Schottky son su voltaje de ruptura inverso bajo y su corriente de fuga inversa alta en comparación con el diodo genérico. Esto hace que no sea adecuado para aplicaciones de conmutación de alto voltaje. Además, los diodos Schottky son comparativamente más caros que los diodos rectificadores regulares.
Diodo Schottky vs diodo rectificador
En la siguiente tabla se ofrece una breve comparación entre el diodo PN y el diodo Schottky:
| PN- Diodo de unión | Diodo Schottky |
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| El diodo de unión PN es un dispositivo bipolar que significa que la conducción de corriente ocurre debido a los portadores de carga tanto minoritarios como mayoritarios. | A diferencia del diodo de unión PN, el diodo Schottky es un dispositivo unipolar, lo que significa que la conducción de corriente se debe únicamente a los portadores de carga mayoritarios. |
| PN- El diodo de unión tiene una unión Semiconductor-Semiconductor. | Mientras que el diodo Schottky tiene unión metal-semiconductor. |
| PN- El diodo de unión tiene una gran caída de voltaje. | El diodo Schottky tiene una pequeña caída de voltaje. |
| Alto en pérdidas estatales. | Baja en pérdidas estatales. |
| Velocidad de conmutación lenta. | Velocidad de conmutación rápida. |
| Alto voltaje de encendido (0,7 voltios) | Voltaje de encendido bajo (0,2 voltios) |
| Alto voltaje de bloqueo inverso | Voltaje de bloqueo inverso bajo |
| Corriente inversa baja | Corriente inversa alta |
Estructura del diodo Schottky
Los diodos Schottky se construyen utilizando una unión semiconductora de metal como se muestra en la imagen de abajo. Los diodos Schottky tienen un compuesto metálico en un lado de la unión y silicio dopado en el otro lado, por lo tanto, el diodo Schottky no tiene una capa de agotamiento. Debido a esta propiedad, los diodos Schottky se conocen como dispositivos unipolares, a diferencia de los diodos de unión PN típicos que son dispositivos bipolares.
La estructura básica de un diodo Schottky se muestra en la imagen de arriba. Como puede ver en la imagen, el diodo Schottky tiene un compuesto metálico en un lado que puede variar desde platino hasta tungsteno, molibdeno, oro, etc. y un semiconductor tipo N en el otro lado. Cuando el compuesto metálico y el semiconductor tipo N se combinan, crean una unión Metal-Semiconductor. Este cruce se conoce como barrera Schottky. El ancho de la barrera de Schottky depende del tipo de metal y materiales semiconductores que se utilizan en la formación de uniones.
La barrera de Schottky funciona de manera diferente en estados no sesgados, con sesgo directo o con sesgo inverso. En el estado de polarización directa cuando el terminal positivo de la batería está conectado al metal y el terminal negativo está conectado a un semiconductor tipo n, el diodo Schottky permite el flujo de corriente. Pero en el estado de polarización inversa, cuando el terminal positivo de la batería está conectado con un semiconductor de tipo n y el terminal negativo está conectado con metal, el diodo Schottky bloqueará el flujo de corriente. Sin embargo, si el voltaje de polarización inversa aumenta por encima de un nivel en particular, romperá la barrera y la corriente comenzará a fluir en dirección inversa, y esto puede dañar los componentes conectados al diodo Schottky.
Características del diodo VI Schottky
Una característica importante que se debe considerar al seleccionar su diodo es el gráfico de voltaje directo (V) versus corriente directa (I). El gráfico VI de los diodos Schottky más populares 1N5817, 1N5818 y 1N5819 se muestra a continuación
Las características VI del diodo Schottky son muy similares a las del diodo de unión PN típico. Tener una caída de voltaje baja que la de un diodo de unión PN típico permite que el diodo Schottky consuma menos voltaje que un diodo típico. En el gráfico anterior, puede ver que 1N517 tiene la menor caída de voltaje directo en comparación con los otros dos, también se puede observar que la caída de voltaje aumenta a medida que aumenta la corriente a través del diodo. Incluso para 1N517 a una corriente máxima de 30 A, la caída de voltaje puede alcanzar hasta 2 V. Por tanto, estos diodos se utilizan normalmente en aplicaciones de baja corriente.
Parámetros a considerar al seleccionar su diodo Schottky
Cada ingeniero de diseño tiene que seleccionar el diodo Schottky adecuado de acuerdo con la necesidad de su aplicación. Para diseños de rectificación, se requerirán diodos de alta tensión, baja / media corriente y baja frecuencia. Para diseños de conmutación, la clasificación de frecuencia del diodo debe ser alta.
A continuación se enumeran algunos parámetros comunes e importantes para un diodo que debe tener en cuenta:
Caída de voltaje directo : el voltaje que cae para encender un diodo polarizado directamente es una caída de voltaje directo. Varía según los diferentes diodos. Para el diodo Schottky, por lo general, se supone que el voltaje de encendido es de alrededor de 0,2 V.
Voltaje de ruptura inversa: La cantidad particular de voltaje de polarización inversa después de la cual el diodo se descompone y comienza a conducir en la dirección inversa se denomina Voltaje de ruptura inversa. El voltaje de ruptura inversa para un diodo Schottky es de alrededor de 50 voltios.
Tiempo de recuperación inverso: es el tiempo que se tarda en cambiar el diodo de su estado de conducción directa o 'ON' al estado inverso 'OFF'. La diferencia más importante entre el diodo de unión PN típico y el diodo Schottky es el tiempo de recuperación inverso. En un diodo de unión PN típico, el tiempo de recuperación inversa puede variar desde varios microsegundos hasta 100 nanosegundos. Los diodos Schottky no tienen un tiempo de recuperación, porque el diodo Schottky no tiene una región de agotamiento en la unión.
Corriente de fuga inversa: la corriente conducida desde un dispositivo semiconductor en polarización inversa es la corriente de fuga inversa. En el diodo Schottky, aumentar la temperatura aumentará significativamente la corriente de fuga inversa.
Aplicaciones del diodo Schottky
Los diodos Schottky tienen muchas aplicaciones en la industria electrónica debido a sus propiedades únicas. Algunas de las aplicaciones son las siguientes:
1. Circuitos de sujeción / recorte de tensión
Los circuitos de clipper y los circuitos de clamper se utilizan comúnmente en aplicaciones de conformación de ondas. Tener una propiedad de caída de voltaje baja hace que el diodo Schottky sea útil como diodo de sujeción.
2. Protección contra descarga y corriente inversa
Como sabemos, el diodo Schottky también se llama diodo de bloqueo porque bloquea el flujo de corriente en dirección inversa; se puede utilizar como protección contra descargas. Por ejemplo, en la luz de flash de emergencia, se utiliza un diodo Schottky entre un supercondensador y un motor de CC para evitar que el supercondensador se descargue a través del motor de CC.
3. Circuitos de muestreo y retención
El diodo Schottky polarizado hacia adelante no tiene portadores de carga minoritarios y, debido a esto, pueden cambiar más rápidamente que los diodos de unión PN típicos. Entonces, los diodos Schottky se utilizan porque tienen un tiempo de transición más bajo desde la muestra al paso de retención y esto da como resultado una muestra más precisa en la salida.
4. Rectificador de potencia
Los diodos Schottky tienen una alta densidad de corriente y una baja caída de voltaje directo significa que se desperdicia menos energía que un diodo de unión PN típico y esto hace que los diodos Schottky sean más adecuados para los rectificadores de potencia.
Además, puede encontrar la implementación práctica de Diodo en muchos circuitos siguiendo el enlace.