Schottky-diodi


Saksalaisen tiedemiehen Walter H. Schottky:n mukaan nimetty Schottky-diodi (engl. Schottky diode, hot carrier diode) on tavallisen puolijohdediodin erikoistapaus. Schottky-diodissa käytetään hyväksi puolijohteen ja metallin välistä liitosta, jolloin kynnysjännite on saatu alhaiseksi ja kytkentäajat lyhyiksi. Näin päästään koko piiriä ajatellen parempaan hyötysuhteeseen.
Nykypäivänä Schottky-diodi on laajasti käytetty komponentti elektroniikan alalla, ja se on myös yksi vanhimmista käytössä olevista puolijohdekomponenteista.[1]

Rakenne ja toiminta


Schottky-diodin toiminta perustuu vahvasti seostetun N-materiaalin ja metallisten liitosjohtimien väliseen liitokseen. Diodissa ei siis ole tavallisille puolijohdediodeille tyypillistä PN-rajapintaa, vaan aktiivinen rajapinta muodostuu metallin ja puolijohteen välille. Schottky-diodin rajapinta päästää siis virtaa vain puolijohdemateriaalista metalliin päin, eli varauksen kuljettajina toimivat ainoastaan metalliatomien elektronit. Metalliliitoksessa käytetään yleensä kultaa tai platinaa.[2]

n-metalli-liitos.JPG
Puolijohteen ja metallin välinen liitos



schottky-piirrosmerkki.JPG
Schottky-diodin piirrosmerkki


Edut


Varauksenkuljettajina toimivien elektronien liikkuvuus on paljon parempi kuin aukkojen, joten Schottky-diodin rajapinta menee estosuuntaiseksi huomattavasti nopeammin kuin tavallinen rajapinta. Myötäjännitteen muuttuessa estosuuntaiseksi, myötävirta katkeaa erittäin nopeasti. Rajapinta myös tyhjenee nopeasti varauksenkuljettajista, joten estosuuntainen elpymisaika on lyhyt. Schottky-diodin toipumisaika on muutaman nanosekunnin luokkaa, kun tavallisella diodilla se on satoja nanosekunteja.
Schottky-diodin kynnysjännite on saatu erittäin alhaiseksi, 0,15 - 0,45 volttiin, joten se on huomattavasti tavallisen diodin kynnysjännitettä (0,7-1,7 V) pienempi. Tämä nopeuttaa oleellisesti diodin toimintaa.
Schottky-diodin muita mainittavia etuja ovat pienet häviöt ja pieni koko.[3] [4]

Käyttökohteet


Schottky-diodi soveltuu nopeutensa vuoksi suuritaajuisiin tasasuuntauskäyttöihin. Myös digitaalitekniikassa yleisten TTL-mikropiirien nopeutuminen on saatu aikaan korvaamalla tavalliset diodit Schottky-diodeilla.
Pienten häviöiden vuoksi Schottky-diodeja käytetään myös paljon hakkurivirtalähteissä, esimerkiksi kytkimenä.[5]

Esimerkki-diodi


Esimerkkinä Schottky-diodista on kuvassa esiintyvä 1,1 ampeerin 11DQ04. Diodin kynnysjännite on 550mV, joten kyseessä ei ole aivan nopein Schottky-diodi. Suurin estosuuntainen jännite on 40 volttia. Hintaa diodilla on alle 50 senttiä.
Lisätietoja diodista sivulla: http://parts.digikey.com/1/parts/411604-diode-schottky-40v-1-1a-do-41-11dq04.html

DSC00544.JPG
Schottky-diodi: 11DQ04

  1. ^ http://en.wikipedia.org/wiki/Schottky_diode
  2. ^ http://www.tokem.fi/teku/virt_amk/elko/Kurssin_sisalto/Aktiiviset/Diodit/body_diodit.html
  3. ^ http://www.tekniikka.info/?page=selite&word=11846&criteria=1&ID=pkcwaalks
  4. ^ http://www.teamnovak.com/tech_info/more_info/schottky.htm
  5. ^ http://www.electronics-radio.com/articles/electronic_components/diode/schottky-barrier-diode.php