Τι είναι η δίοδος Schottky;

Μια δίοδος Schottky, που μερικές φορές ονομάζεται δίοδος θερμού φορέα, είναι ένας τύπος διόδου ημιαγωγών. Όπως όλες οι δίοδοι, επιτρέπει στο ρεύμα να ρέει ελεύθερα προς τη μία κατεύθυνση, αλλά εμποδίζει το μεγαλύτερο μέρος της ροής ρεύματος προς την άλλη κατεύθυνση. Η δίοδος Schottky διαφέρει από τις άλλες δίοδοι ως προς την κατασκευή της. Αντί να μεταφέρεται ρεύμα μεταξύ δύο ημιαγωγών, η ενεργή διασταύρωση μιας διόδου Schottky είναι μεταξύ ενός μετάλλου και ενός ημιαγωγού. Αυτός ο σχεδιασμός έχει ως αποτέλεσμα χαμηλότερη πτώση τάσης προς τα εμπρός και ταχύτερη δράση μεταγωγής, γεγονός που καθιστά τη δίοδο Schottky ιδανική για χρήση ως ανορθωτή, μίκτη ή δίοδο ανιχνευτή.

Οι τυπικές δίοδοι ημιαγωγών είναι κατασκευασμένες από δύο κομμάτια ημιαγωγικού υλικού ενωμένα μεταξύ τους. Το ένα bit είναι γεμάτο ηλεκτρόνια και ονομάζεται ν-ζώνη. Το δεύτερο bit έχει λιγότερα ηλεκτρόνια και ονομάζεται p-zone. Το ρεύμα ρέει πάνω από το σημείο σύνδεσης, το οποίο ονομάζεται διασταύρωση pn, από τη ζώνη n στη ζώνη p. Σε μια δίοδο Schottky, ένα μικρό κομμάτι μετάλλου συνδέεται σε έναν μόνο ημιαγωγό για να σχηματίσει ένα φράγμα Schottky και πάνω από αυτό το φράγμα ρέει το ρεύμα.

Το σημείο επαφής μέσω του οποίου μπορεί να ρέει το ρεύμα είναι μεγαλύτερο στο φράγμα Schottky από ότι σε μια διασταύρωση pn. Το πλεονέκτημα αυτού του σχεδίου είναι η χαμηλότερη αντίσταση προς τα εμπρός. Χρειάζεται λιγότερη ενέργεια για να κινηθεί το ρεύμα μέσα από τη δίοδο, πράγμα που σημαίνει ότι η πτώση τάσης προς τα εμπρός είναι μικρότερη. Η πτώση τάσης προς τα εμπρός είναι η αλλαγή που προκύπτει κάθε φορά που ένα ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από μια δίοδο. Μια τυπική δίοδος πυριτίου έχει πτώση τάσης προς τα εμπρός (Vf) από 0.7 έως 1.7, ενώ μια δίοδος Schottky έχει Vf όχι μεγαλύτερη από 0.5.

Ένα άλλο σημαντικό πλεονέκτημα της διόδου Schottky είναι η γρήγορη εναλλαγή της. Όταν μια δίοδος αλλάζει από κινούμενο ρεύμα σε μη κινούμενο ρεύμα, αυτό είναι γνωστό ως μεταγωγή. Χρειάζεται νανοδευτερόλεπτα και προκαλεί μια μικρή ποσότητα θορύβου ηλεκτρομαγνητικής παρεμβολής, η οποία υποβαθμίζει προσωρινά τα ραδιοσήματα. Η ταχύτερη λειτουργία μεταγωγής της διόδου Schottky προκαλεί λιγότερες ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές, καθιστώντας αυτόν τον τύπο διόδου ιδανικό για χρήση σε ραδιοφωνικές εφαρμογές.

Η πιο κοινή χρήση αυτού του τύπου διόδου σε συστήματα ραδιοφώνου είναι ως ανορθωτής. Οι ανορθωτές επεξεργάζονται σήματα AC (εναλλασσόμενο ρεύμα) και τα μετατρέπουν σε σήματα συνεχούς ρεύματος. Έτσι εξάγονται πληροφορίες από σήματα για ραδιόφωνα AM. Οι δίοδοι Schottky μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως δίοδοι μείκτη για τη μετατροπή από υψηλότερες συχνότητες σε χαμηλότερες συχνότητες ή ως δίοδοι ανιχνευτή για τη μετατροπή σημάτων μικροκυμάτων σε σήματα βίντεο.

Αν και η εφεύρεση του φράγματος και της διόδου Schottky αποδίδονται συχνά στον Walter H. Schottky, στην πραγματικότητα δεν δημιούργησε τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Ο Schottky ήταν Γερμανός φυσικός που εργαζόταν στο Βερολίνο στις αρχές του 1900. Ανέπτυξε μια φόρμουλα για την ενέργεια αλληλεπίδρασης μεταξύ ενός σημείου φορτίου και ενός κομματιού μετάλλου. Αυτή η φόρμουλα οδήγησε τελικά στη δημιουργία του φράγματος και της διόδου που φέρουν το όνομά του.