O tipo mais comum de diodos (diodos de junção PN de silício dopado ) tem uma queda de tensão mínima, para superar o potencial de junção, ou seja, bem, a energia, para a condução de transportadoras. Para o silício, isso é aproximadamente 0,6-0,65 volts e depende da temperatura.
Para certas aplicações, essa queda de diodo de ~ 0,65 Volt é inaceitável. Os motivos incluem:
- A energia desperdiçada no diodo é uma função da corrente através dele e da tensão de junção nessa corrente, ou seja
P = V x I. Assim, o calor gerado é proporcional a essa tensão
- Um dos fatores ( não o único ) da velocidade de comutação de diodos é a barreira de tensão que precisa ser superada para que a condução ocorra. Assim, reduzir essa tensão seria uma maneira de acelerar o desempenho da troca de diodos.
Portanto, logicamente, uma resposta simples deve ser usar outro semicondutor em vez de Si ... e isso funciona com algumas limitações: uma alternativa para aplicações de baixa tensão tem sido tradicionalmente o diodo de junção germânio pn: seu potencial de junção é de aproximadamente 0,15 Volts, muito menor que os ~ 0,65 Volts acima. No entanto, os diodos Ge estão desaparecendo amplamente devido a problemas em que perdem para os diodos de silício: por exemplo, alta corrente de fuga reversa, baixa capacidade de corrente direta, baixa tensão de bloqueio reversa e estabilidade térmica patética.
O diodo Schottky cai em algum lugar entre os diodos Si e Ge nos parâmetros, mas é significativamente diferente na maneira como opera: A função de retificação ocorre entre um semicondutor dopado, quase sempre do tipo n, e um metal formando uma " Barreira Schottky " para o semicondutor . Observe que o tipo dopante complementar (p <--> n, conforme o caso) está ausente nos diodos de Schottky.
A tensão do poço de energia, no caso da barreira metal-semicondutor, depende de qual combinação de semicondutor e metal é usada para formar o diodo e é tipicamente muito menor que a de um diodo de junção pn (metade da tensão, conforme observado por Olin em a resposta dele).
A outra grande vantagem é que o tempo de recuperação reversa de uma barreira Schottky é praticamente infinitesimal, comparado ao diodo de junção pn relativamente lento. Esse é o segredo para aplicações de comutação / retificação de alta velocidade.
A desvantagem dos diodos Schottky é que a corrente de fuga reversa está ligada à tensão de barreira alcançada - e aumenta drasticamente com a diminuição desse potencial de junção. Portanto, embora sejam possíveis potenciais de junção muito baixos, para fins de retificação, uma voltagem muito baixa não é uma coisa boa.
Agora, voltando às perguntas:
- Os diodos Schottky são usados em circuitos onde um baixo potencial de junção é essencial e o vazamento reverso não é um disjuntor
- Ambos os diodos Schottky de alta velocidade de comutação e potência de sinal pequeno têm seus usos no design eletrônico: ou seja, para aplicações de baixa tensão, onde uma baixa queda de diodo e recuperação rápida são importantes, e para aplicações de alta corrente, em que a baixa queda de diodo resulta em menos desperdício de energia. calor. por exemplo, meu diodo Schottky de potência favorito, o Vishay 95sq015 , tem uma voltagem direta de apenas 0,25 Volts a uma corrente de 9 Amperes!
- Uma aplicação relativamente recente e chave dos diodos Schottky é na comutação de alta temperatura, onde os diodos Schottky de carboneto de silício, por exemplo , 1N8032 , fornecem tensões de bloqueio reverso muito altas (típicas> 600 V), sem carga de recuperação reversa e operação nominal de 200 a 250 o C. Embora a vantagem da baixa tensão direta seja perdida nesses diodos, a velocidade de comutação devido à recuperação reversa zero, juntamente com a operação em temperaturas incrivelmente altas, torna esse tipo de Schottky inestimável em tais aplicações.
