Диод на Шотки

Диод на Шотки
Символично означение

Диодът на Шотки (наречен на името на немския физик Валтер Шотки) е диод с малък пад на напрежение при право включване. Диодът на Шотки използва прехода между метал и полупроводник, по-точно свойството „бариера на Шотки“ (вместо p-n прехода, както в обикновените диоди). Той е изграден от алуминий и силиций. Допустимото обратно напрежение на серийните диоди на Шотки е ограничено до 250 V (MBR40250). На практика повечето диоди на Шотки се използват в нисковолтови вериги при обратно напрежение от порядъка на няколко десетки волта.

Свойства на диода на Шотки

Предимства

Докато обикновените силициеви диоди имат пад на напрежение в права посока около 0,6—0,7 V, използването на диоди на Шотки позволява той да се намали до 0,2-0,5 V. Този малък пад на напрежение е присъщ само на диодите на Шотки с максимално обратно напрежение от порядъка на десетки волта. По-високият пад на напрежение става сравним с параметрите на аналогичните силициеви диоди, което ограничава използването на диодите на Шотки. Например, за силовия диод на Шотки 30Q150 с максимално възможно обратно напрежение 150 V при постоянен ток 15 А падът на напрежение се нормира на ниво от порядъка на 0,75 V (T = 125 °C) до 1,07 V (T = −55 °C).

Бариерата на Шотки има малък капацитет на прехода, което позволява чувствително да се повиши работната честота. Това свойство се използва в интегралните схеми, където диоди на Шотки шунтират преходите на транзисторите на логическите елементи. Диодът на Шотки се отпушва преди да се отпуши преходът база–колектор на транзистора. Бързодействието се увеличава, защото в този диод липсва модулация по дълбочина на прехода, т. е. няма натрупване на заряди. Превключването на диода на Шотки е по-малко от 0,1 наносекунда. В силовата електроника малкият капацитет на прехода (характеризиращ по-кратко време за запушване) позволява изграждането на изправители, работещи с честоти от стотици kHz и повече. Например, диодът MBR4015 (15 V, 40 А) е оптимизиран за изправяне на високочестотно напрежение, за работа при dV/dt до 1000 V/ms.

Благодарение на по-добрите времеви характеристики и малкия капацитет на прехода изправителите с диоди на Шотки се отличават от традиционните диодни изправители с понижено ниво на шума, заради това те са предпочитани за направата на захранващи блокове за аналогова апаратура и измервателна техника.

Недостатъци

При кратковременно превишаване на максималното обратно напрежение диодът на Шотки необратимо излиза от строя, за разлика от силициевите диоди, които преминават в режим на обратим пробив при условие, че не се превишава максималната мощност, която диодът може да разсейва и които след падането на напрежението напълно възстановяват свойства си.

Диодът на Шотки се характеризира с повишени обратни токове спрямо силициевите диоди, нарастващи с температурата на кристала. Това наподобява положителна обратна връзка с рязко влошаване качествата на прехода. За споменатия по-горе 30Q150 обратният ток при максимално обратно напрежение се изменя от 0,12 mA при +25 °C до 6,0 mA при +125 °C. При нисковолтовите диоди в корпус ТО220 обратният ток може да превишава стотици mA (MBR4015 — до 600 mA при +125 °C). При неблагоприятни условия за топлоотвеждане положителната обратна връзка по температура в диода на Шотки довежда до прегряването му и излизането му от строя.