Loại điốt phổ biến nhất (silicon pha tạp PN ) có mức giảm điện áp tối thiểu, để khắc phục tiềm năng tiếp giáp tức là năng lượng tốt, để dẫn truyền sóng mang. Đối với silicon, khoảng 0,6-0,65 Volts và phụ thuộc vào nhiệt độ.
Đối với một số ứng dụng nhất định, việc giảm diode ~ 0,65 Volt là không thể chấp nhận được. Những lý do bao gồm:
- Điện năng bị lãng phí tại diode là một hàm của dòng điện qua nó và điện áp tiếp giáp tại dòng điện đó, tức là
P = V x I . Do đó, nhiệt sinh ra tỷ lệ thuận với điện áp này
- Một trong những yếu tố ( không phải duy nhất ) của tốc độ chuyển mạch diode là rào cản điện áp cần được khắc phục để dẫn truyền xảy ra. Do đó, việc giảm điện áp này sẽ là một cách để tăng tốc hiệu suất chuyển mạch diode.
Vì vậy, về mặt logic, một câu trả lời đơn giản là sử dụng một số chất bán dẫn khác thay vì Si ... và điều này có tác dụng với một số hạn chế: Một thay thế cho các ứng dụng điện áp thấp theo truyền thống là diode tiếp giáp pium của Đức: Điện thế tiếp giáp của nó là khoảng 0,15 Volts, nhỏ hơn nhiều so với ~ 0,65 Volts ở trên. Tuy nhiên, điốt Ge phần lớn đang biến mất khi sử dụng do các vấn đề mất đi điốt silicon: Ví dụ như dòng rò ngược cao, công suất dòng chuyển tiếp thấp, điện áp chặn ngược thấp và độ ổn định nhiệt thảm hại.
Các Schottky Diode rơi đâu đó giữa Si và Ge điốt trong các thông số, nhưng là khác biệt đáng kể trong cách nó hoạt động: Chức năng cải xảy ra giữa một chất bán dẫn pha tạp, hầu như luôn luôn n-type, và một kim loại tạo thành một " Schottky Barrier " vào bán dẫn . Lưu ý rằng loại dopant bổ sung (p <-> n như trường hợp có thể) không có trong điốt Schottky.
Điện áp giếng năng lượng trong trường hợp hàng rào bán dẫn kim loại phụ thuộc vào sự kết hợp giữa chất bán dẫn và kim loại được sử dụng để tạo ra diode, và thường thấp hơn nhiều so với diode tiếp giáp pn (một nửa điện áp, như Olin ghi nhận câu trả lời của anh ấy).
Ưu điểm lớn khác là thời gian phục hồi ngược của Schottky Barrier khá ít, so với diode tiếp giáp pn tương đối chậm chạp. Đó là bí mật nhỏ cho các ứng dụng chuyển đổi / chỉnh lưu tốc độ cao.
Nhược điểm của điốt Schottky là dòng rò ngược được liên kết với điện áp rào cản đạt được - và tăng mạnh với sự giảm điện thế tiếp giáp này. Do đó, trong khi tiềm năng tiếp giáp rất thấp là có thể, vì mục đích chỉnh lưu quá thấp, điện áp không phải là một điều tốt.
Bây giờ, đi xuống các câu hỏi:
- Điốt Schottky được sử dụng trong các mạch trong đó tiềm năng tiếp giáp thấp là rất cần thiết và rò rỉ ngược không phải là bộ ngắt thỏa thuận
- Cả hai tín hiệu nhỏ tốc độ chuyển mạch cao và công suất Các điốt Schottky đều có công dụng của chúng trong thiết kế điện tử: tức là cả cho các ứng dụng điện áp thấp, trong đó việc giảm diode thấp và phục hồi nhanh là rất quan trọng, và đối với các ứng dụng dòng điện cao, việc giảm diode thấp sẽ gây lãng phí điện năng ít hơn nhiệt. ví dụ, diode Schottky công suất yêu thích của tôi, Vishay 95sq015 , có điện áp chuyển tiếp chỉ 0,25 Vôn với dòng điện 9 Ampe!
- Một chìa khóa, ứng dụng tương đối gần đây của Schottky Diodes là trong chuyển đổi nhiệt độ cao, trong đó điốt Silicon carbide Schottky, ví dụ 1N8032 , cung cấp điện áp chặn ngược rất cao (điển hình> 600 V), không có phí phục hồi ngược và hoạt động được xếp hạng lên tới 200 đến 250 o C. Mặc dù lợi thế điện áp thấp bị mất trong các điốt này, tốc độ chuyển đổi do phục hồi ngược bằng 0, kết hợp với hoạt động ở nhiệt độ cực cao, làm cho loại Schottky này trở nên vô giá trong các ứng dụng như vậy.
