Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboeken Module 4 Hoofdstuk 1 Paragraaf 1.12 Blz 90-93

De schottky diode is voor de meeste mensen vaak een onduidelijke diode. Met dit artikel wil ik de Schottky Diode duidelijker uitleggen met behulp van een aantal handige plaatjes. Ik houdt het hier bij de Opbouw, Eigenschappen, Toepassing en de voor en Nadelen van deze Diode.

Algemeen

Een Schottky Diode is een diode die ontwikkeld is door Walter Schottky, een Duits natuurkundige. Deze diode wordt regelmatig gebruikt in combinatie met een transistor. Het is een bijzondere diode, omdat deze geen normale PN-overgang heeft. Men spreekt soms ook van een Schottky Barrier diode.

De afbeelding van een Schottky diode

De opbouw van de Schottky Diode

In deze diode is een metaal-halfgeleidercontact gevormd tussen een metaal en een zwak N-gedopeerd halfgeleidermateriaal. Zodra de metaal-halfgeleiderverbinding is gevormd, zullen de vrije elektronen uit het N-gedopeerde halfgeleidermateriaal naar de gaten in het metaal overspringen.

De elektronen zijn de enige meerderheidsladingdragers. In spanningsloze toestand bouwt deze elektronenstroom een verarmingsgebied (deplatielaag) op tussen de verbindingen. Het verschil in energieniveaus tussen de halfgeleider en het metaal wordt een Schottky-barrière genoemd.

In doorlaat (metaal verbonden met positieve klem van de voedingsspanning) zijn er genoeg elektronen in staat om de grenslaag te doorkruisen en deze laag weg te nemen. De stroom zal snel toenemen en de spanning die dan nog voer de grenslaag valt is zeer kleiner dan bij een normale halfgeleiderdiode: 0,25 volt.

Zodra de spanning wegvalt of de diode in sper wordt aangesloten, zal er zeer snel een verarmingsgebied ontstaan. De stroom die in sper doorgelaten wordt is zeer klein. Deze is in de orde van grootte van Nano-ampère.

In tegenstelling tot conventionele PN-verbinding, heeft de Schottky Diode alleen meerderheidsladingdragers en geen minderheidsladingdragers. Daardoor zal de verarmingslaag snel opgebouwd en snel gereduceerd kunnen worden. Dit geeft een positieve eigenschap dat deze diode toegepast kan worden in schakelingen met een hoge schakelsnelheid tot in gigahertz-gebied.

Een beperking is echter dat de maximale sperspanning lager is dan bij de normale PN-dioden. Een Schottky Diode gaat niet verder dan een sperspanning (Ur) van 150 volt. In de afbeelding hieronder is de sperspanning van deze diode weergegeven bij verschillende temperaturen.

Sperspanning bij verschillende temperaturen bij een Schottky Diode

In de afbeelding hieronder is het verloop te zien van de capaciteit van een Schottky Diode bij toename van de sperspanning.

Verloop van de capaciteit bij toename van de sperspanning

Eigenschappen Schottky diode

Eigenschappen van de diode op een rijtje gezet:

  • lage drempelspanning in doorlaat:
  • gering vermogensverlies over de diode;
  • geringe warmteontwikkeling in diode;
  • lage sperstroom;
  • beperkte maximale sperspanning;
  • hoge schakelsnelheid / hoge frequentie.

Het gedrag van de Schottky Diode ten opzichte van de gewone diode is bij de verschillende spanningen te zien in onderstaande afbeelding. Duidelijk blijkt dat de drempelspanning van deze diode lager ligt, maar de capaciteit (het isolerende gedrag bij de verschillende spanningen over de PN-junctie) is lager. Hij komt dus sneller in geleiding.

Vergelijking van gewone PN- en Schottky Diode karakteristiek

Toepassing van de Schottky Diode

Omdat Schottky dioden geschikt zijn voor grote stromen, worden ze vooral in de vermogenselektronica als gelijkrichter gebruikt. Dat levert een beter rendement en aanzienlijk minder warmteverlies.

Bij Transistor transistor Logics – IC’s in digitale schakelingen zijn de dioden geïntegreerd om de schakelsnelheid van de bipolaire transistor te verhogen. In combinatie met een transistor wordt soms ook een speciaal symbool gebruikt.

Symbool van transistor in combinatie met Schottky Diode

Voor en Nadelen van de Diode

Voordelen:

  • lagere voorwaartse spanningsval;
  • snel schakelgedrag.
  • geringe warmteontwikkeling in diode

Nadelen:

  • doorgaans hogere kostprijs dan van gewone pn-dioden;
  • de toegelaten sperspanning van schottky dioden is beperkt. Het is daardoor moeilijk schottky dioden te vinden met een toegelaten inverse spanning van meer dan 100 V.
  • een relatief hoge inverse stroom

Andere Soorten Diodes

Bent u nou geïnteresseerd geraakt in meerdere Diodes? Kijk dan eens naar de volgende Artikelen:

Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboeken Module 4 Hoofdstuk 1 Paragraaf 1.12 Blz 90-93

Geef een reactie

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.