Raddrizzatori a barriera Schottky in funzione e relative applicazioni

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Il Diodo Schottky o Schottky Barrier Rectifier prende il nome dal fisico tedesco “Walter H. Schottky”, è un diodo semiconduttore progettato con un metallo dalla giunzione del semiconduttore. Ha una bassa caduta di tensione diretta e un'azione di commutazione molto rapida. Agli albori del wireless, vengono utilizzati rilevatori a baffi di gatto e nelle prime applicazioni di alimentazione vengono utilizzati raddrizzatori metallici che possono essere misurati con diodi Schottky primitivi. Nonostante il fatto che, nell'odierna prospettiva dell'elettronica high tech, questi diodi hanno diverse applicazioni. In realtà, è uno dei più antichi dispositivi a semiconduttore in realtà. Come dispositivo semiconduttore metallo, le sue applicazioni possono essere fatte risalire a prima del 1900, dove i rivelatori di cristallo, i rivelatori di baffi di gatto e simili erano tutti effettivamente diodi a barriera Schottky.

Schottky Barrier Rectifier?

La barriera Schottky il diodo raddrizzatore è un componente elettronico generalmente utilizzato in applicazioni RF come un mixer o un diodo rivelatore. Questo diodo viene utilizzato anche in applicazioni di potenza come un raddrizzatore a causa delle sue caratteristiche come la bassa caduta di tensione diretta importante per livelli inferiori di perdita di potenza rispetto al normale Diodi di giunzione PN.




Schottky Barrier Rectifier

Schottky Barrier Rectifier

Il simbolo del diodo Schottky è simile al simbolo del circuito del diodo di base. Questo simbolo del diodo si distingue da altri tipi di diodi mediante l'aggiunta delle due gambe aggiuntive sulla barra sul simbolo.



Simbolo del raddrizzatore a barriera Schottky

Simbolo del raddrizzatore a barriera Schottky

Costruzione del diodo a barriera Schottky

In questo diodo, la connessione creata tra metallo e semiconduttore per formare barriera Schottky, ovvero il lato metallico funziona come un anodo e il semiconduttore di tipo n funziona come un catodo. La selezione della combinazione di metallo e semiconduttore decide la tensione diretta del diodo. Sia il semiconduttore di tipo p che quello di tipo n possono aumentare le barriere Schottky, ma il semiconduttore di tipo p ha un basso contrasto di tensione diretta rispetto al semiconduttore di tipo n.

Costruzione del diodo a barriera Schottky

Costruzione del diodo a barriera Schottky

Come sappiamo, una tensione diretta è inversamente proporzionale alla corrente di uscita, ovvero se questa tensione è bassa, la corrente di uscita inversa è alta, il che non è preferibile. Ecco perché utilizziamo il tipo n materiale semiconduttore in questo diodo. I metalli tipici utilizzati nell'assemblaggio del diodo a barriera Schottky sono platino, tungsteno o cromo, molibdeno, siliciuro di palladio, siliciuro di platino, oro ecc.

Funzionamento del diodo a barriera Schottky

Come mostrato nella figura sotto, quando la tensione è applicata al diodo in modo tale che il metallo sia + Ve rispetto a il semiconduttore . È un dispositivo unipolare in quanto ha elettroni come portatori di carica maggioritari su entrambi i lati della giunzione. Quando questi due vengono messi in contatto, gli elettroni iniziano a fluire in entrambe le direzioni attraverso l'interfaccia metallo-semiconduttore.


Funzionamento del diodo a barriera Schottky

Funzionamento del diodo a barriera Schottky

Pertanto non ci sono forme di regione di svuotamento vicino alla giunzione, vale a dire, non c'è grande corrente dal metallo al semiconduttore in polarizzazione inversa. A causa del tempo di ricombinazione elettrone-lacuna, il ritardo nei diodi di giunzione non è presente. I semiconduttori di tipo N hanno un'energia potenziale superiore rispetto agli elettroni dei metalli. La tensione aumentata ai capi del diodo andrà contro il potenziale incorporato e faciliterà il flusso di corrente.

Vantaggi e svantaggi

I diodi Schottky sono utilizzati in molte applicazioni in cui altri tipi di diodi non funzioneranno allo stesso modo. Offrono una serie di vantaggi che includono quanto segue.

  • Bassa tensione di accensione
  • Tempi di recupero rapidi
  • Bassa capacità di giunzione
  • Alta efficienza e alta densità di corrente
  • Questi diodi funzionano ad alte frequenze.
  • Questi diodi generano meno rumore non necessario rispetto al diodo a giunzione P-N
  • Il principale svantaggio del diodo Schottky è che genera una grande corrente di saturazione inversa rispetto al diodo a giunzione p-n

Caratteristiche V-I

  • Le caratteristiche V-I del diodo Schottky sono mostrate nella figura seguente. La linea verticale nella figura indica il flusso di corrente nel diodo e la linea orizzontale indica la tensione applicata attraverso il diodo.
  • Le caratteristiche V-I di questo diodo sono approssimativamente correlate al diodo a giunzione P-N. Ma la caduta di tensione diretta di questo diodo è molto piccola rispetto al diodo di giunzione P-N.
  • La caduta di tensione diretta del diodo Schottky varia da 0,2 a 0,3 volt mentre la caduta di tensione diretta del diodo a giunzione P-N al silicio varia da 0,6 a 0,7 volt.
  • Se la tensione di polarizzazione diretta è superiore a 0,2 o 0,3 volt, il flusso di corrente inizia a fluire attraverso il diodo.
  • In questo diodo, la corrente di saturazione inversa avviene a una tensione molto bassa rispetto al diodo al silicio.
Caratteristiche V-I del diodo Schottky rispetto al diodo normale

Caratteristiche V-I del diodo Schottky rispetto al diodo normale

Applicazioni del diodo Schottky

Schottky i diodi sono usati per molti scopi che includono quanto segue

  • I diodi Schottky sono utilizzati come raddrizzatori nei circuiti di applicazioni ad alta potenza
  • I diodi Schottky sono utilizzati in varie applicazioni come RF, alimentazione, segnale di rilevamento, circuiti logici
  • I diodi Schottky svolgono un ruolo essenziale nei circuiti GaAs
  • Diodi Schottky utilizzati nel sistema fotovoltaico (fotovoltaico) stand-alone per impedire alle batterie di scaricarsi attraverso i pannelli solari durante la notte e nel sistema di connessione alla rete.
  • I diodi Schottky sono utilizzati nelle applicazioni di bloccaggio della tensione.

Quindi, tutto questo riguarda il funzionamento dei raddrizzatori a barriera Schottky e le sue applicazioni. Ci auguriamo che tu abbia una migliore comprensione di questo concetto. Inoltre, per qualsiasi dubbio in merito a questo articolo o alla realizzazione di eventuali progetti elettrici si prega di dare i vostri preziosi suggerimenti nella sezione commenti qui sotto. Ecco una domanda per te, qual è la funzione principale del diodo Schottky?