Diode Schottky - caractéristiques, paramètres et applications

La diode est l'un des composants de base couramment utilisés dans les conceptions de circuits électroniques.Elle se trouve couramment dans les redresseurs, les tondeuses, les pinces et de nombreux autres circuits couramment utilisés. Il s'agit d'un dispositif semi-conducteur à deux bornes qui permet au courant de circuler dans une seule direction qui est de l'anode à la cathode (+ à -) et bloque la circulation du courant dans le sens inverse, c'est-à-dire de la cathode à l'anode. La raison derrière cela est qu'il a env. Résistance nulle dans le sens avant tandis que résistance infinie dans le sens inverse. Il existe de nombreux types de diodes, chacune avec sa propriété et ses applications uniques. Nous avons déjà découvert les diodes Zener et son fonctionnement.Dans cet article, nous allons en apprendre davantage sur un autre type intéressant de diode appelé Diode Schottky et comment elle peut être utilisée dans nos conceptions de circuits.

La diode Schottky (nommée d'après le physicien allemand Walter H. Schottky) est un autre type de diode semi-conductrice, mais au lieu d'avoir une jonction PN, la diode Schottky a une jonction métal-semi-conducteur et qui réduit la capacité et augmente la vitesse de commutation de la diode Schottky, et ce le rend différent des autres diodes. La diode Schottky a également d'autres noms comme la diode à barrière de surface, la diode à barrière Schottky, le support chaud ou la diode à électrons chauds.

Symbole de la diode Schottky

Le symbole de la diode Schottky est basé sur le symbole de la diode générique, mais au lieu d'avoir une ligne droite, il a une structure de type S à l'extrémité négative de la diode, comme indiqué ci-dessous. Ce symbole schématique peut facilement être utilisé pour distinguer la diode Schottky des autres diodes lors de la lecture d'un schéma de circuit. Tout au long de l'article, nous comparerons la diode Schottky avec une diode régulière pour une meilleure compréhension.

Même par l'aspect physique du composant, une diode Schottky ressemble à une diode générique et il est souvent difficile de faire la différence sans lire le numéro de pièce dessus. Mais la plupart du temps, une diode Schottky apparaîtra un peu encombrante que les diodes ordinaires, mais cela ne doit pas toujours être le cas. Une image de brochage de la diode Schottky est présentée ci-dessous.

Qu'est-ce qui rend la diode Schottky spéciale?

Comme indiqué précédemment, une diode Schottky a un aspect et des performances très similaires à une diode générique, mais l'une des caractéristiques uniques de la diode Schottky est sa très faible chute de tension et sa vitesse de commutation élevée. Pour mieux comprendre cela, connectons une diode Schottky et une diode générique à un circuit identique et et vérifions son fonctionnement.

Dans les images ci-dessus, nous avons deux circuits, l'un pour la diode Schottky et l'autre pour la diode à jonction PN typique. Ces circuits seront utilisés pour différencier les chutes de tension dans les deux diodes. Le circuit de gauche est donc pour la diode Schottky, et le bon pour une diode à jonction PN typique. Les deux diodes sont alimentées en 5V. Lorsque le courant est transmis par les deux diodes, la diode Schottky n'a qu'une chute de tension de 0,3 volts et laisse 4,7 volts pour la charge, d'autre part, une diode à jonction PN typique a une chute de tension de 0,7 volts et laisse 4,3 volts pour la charge. La diode Schottky a donc une chute de tension plus faible qu'une diode à jonction PN classique. À l'exception de la chute de tension, la diode Schottky présente également d'autres avantages sur une diode à jonction PN typique comme la diode Schottky.taux de commutation plus rapide, moins de bruit et de meilleures performances qu'une diode à jonction PN typique.

Inconvénients de la diode Schottky

Si la diode Schottky a une très faible chute de tension et une vitesse de commutation élevée offrant de meilleures performances, pourquoi avons-nous même besoin de diodes de jonction PN génériques? Pourquoi n'utilisons-nous pas simplement la diode Schottky pour toutes les conceptions de circuits?

Bien qu'il soit vrai que, les diodes Schottky sont meilleures que les diodes à jonction PN et elles sont lentement plus préférées aux diodes à jonction PN. Deux inconvénients majeurs de la diode Schottky sont sa faible tension de claquage inverse et son courant de fuite élevé par rapport à la diode générique. Cela ne convient pas aux applications de commutation haute tension. Les diodes Schottky sont également comparativement plus chères que les diodes de redressement ordinaires.

Diode Schottky vs diode de redressement

Une brève comparaison entre la diode PN et la diode Schottky est donnée dans le tableau ci-dessous:

PN- Diode de jonction	Diode Schottky
La diode à jonction PN est un dispositif bipolaire signifie que la conduction de courant se produit en raison à la fois de porteurs de charge minoritaires et majoritaires.	Contrairement à la diode à jonction PN, la diode Schottky est un dispositif unipolaire, ce qui signifie que la conduction de courant se produit uniquement en raison des porteurs de charge majoritaires.
La diode de jonction PN a une jonction semi-conducteur-semi-conducteur.	Alors que la diode Schottky a une jonction métal-semi-conducteur.
La diode de jonction PN a une chute de tension importante.	La diode Schottky a une petite chute de tension.
Haut sur les pertes d'état.	Faible perte d'état.
Vitesse de commutation lente.	Vitesse de commutation rapide.
Tension de mise sous tension élevée (0,7 volts)	Tension de mise sous tension faible (0,2 volts)
Tension de blocage inverse élevée	Tension de blocage inverse basse
Faible courant inverse	Courant inverse élevé

Structure de la diode Schottky

Les diodes Schottky sont construites en utilisant une jonction métal-semi-conducteur comme indiqué dans l'image ci-dessous. Les diodes Schottky ont un composé métallique d'un côté de la jonction et du silicium dopé de l'autre côté, par conséquent, la diode Schottky n'a pas de couche d'appauvrissement. En raison de cette propriété, les diodes Schottky sont appelées dispositifs unipolaires, contrairement aux diodes à jonction PN typiques qui sont des dispositifs bipolaires.

La structure de base d'une diode Schottky est illustrée dans l'image ci-dessus. Comme vous pouvez le voir sur l'image, la diode Schottky a un composé métallique d'un côté qui peut aller du platine au tungstène, au molybdène, à l'or, etc. et un semi-conducteur de type N de l'autre côté. Lorsque le composé métallique et le semi-conducteur de type N sont combinés, ils créent une jonction métal-semi-conducteur. Cette jonction est connue sous le nom de barrière Schottky. La largeur de la barrière Schottky dépend du type de métal et de matériaux semi-conducteurs utilisés dans la formation des jonctions.

Schottky Barrier fonctionne différemment dans un état non biaisé, biaisé en avant ou biaisé en sens inverse. Dans l'état de polarisation directe lorsque la borne positive de la batterie est connectée au métal et la borne négative est connectée à un semi-conducteur de type n, la diode Schottky permet la circulation du courant. Mais dans l'état de polarisation inverse lorsque la borne positive de la batterie est connectée à un semi-conducteur de type n et que la borne négative est connectée au métal, la diode Schottky bloquera le flux de courant. Cependant, si la tension polarisée en inverse augmente au-dessus d'un niveau particulier, elle cassera la barrière et le courant commencera à circuler dans le sens inverse, ce qui peut endommager les composants connectés à la diode Schottky.

Caractéristiques de Schottky Diode VI

Une caractéristique importante à prendre en compte lors de la sélection de votre diode est le graphique de la tension directe (V) par rapport au courant direct (I). Le graphique VI des diodes Schottky les plus populaires 1N5817, 1N5818 et 1N5819 est illustré ci-dessous

Les caractéristiques VI de la diode Schottky sont très similaires à celles d'une diode à jonction PN typique. Avoir une faible chute de tension qu'une diode à jonction PN typique permet à la diode Schottky de consommer moins de tension qu'une diode typique. À partir du graphique ci-dessus, vous pouvez voir que 1N517 a la moindre chute de tension directe par rapport aux deux autres, il peut également être noté que la chute de tension augmente à mesure que le courant traversant la diode augmente. Même pour 1N517 à un courant maximal de 30A, la chute de tension à travers elle peut atteindre jusqu'à 2V. Par conséquent, ces diodes sont normalement utilisées dans les applications à faible courant.

Paramètres à prendre en compte lors de la sélection de votre diode Schottky

Chaque ingénieur d'études doit sélectionner la bonne diode Schottky en fonction des besoins de son application. Pour les conceptions de redressement, des diodes nominales haute tension, courant faible / moyen et basse fréquence seront nécessaires. Pour les conceptions de commutation, la fréquence nominale de la diode doit être élevée.

Certains paramètres courants et importants pour une diode que vous devez garder à l'esprit sont énumérés ci-dessous:

Chute de tension directe: la tension a chuté pour activer une diode polarisée en direct est une chute de tension directe. Cela varie selon les diodes. Pour la diode Schottky, la tension de mise sous tension est généralement supposée être d'environ 0,2 V.

Tension de claquage inverse: La quantité particulière de tension de polarisation inverse après laquelle la diode tombe en panne et commence à conduire dans le sens inverse est appelée tension de claquage inverse. La tension de claquage inverse pour une diode Schottky est d'environ 50 volts.

Temps de récupération inverse: Il s'agit du temps nécessaire pour faire passer la diode de son état conducteur direct ou «ON» à l'état «OFF» inverse. La différence la plus importante entre la diode à jonction PN typique et la diode Schottky est le temps de récupération inverse. Dans une diode à jonction PN typique, le temps de récupération inverse peut varier de plusieurs microsecondes à 100 nanosecondes. Les diodes Schottky n'ont pas de temps de récupération, car la diode Schottky n'a pas de région d'appauvrissement à la jonction.

Courant de fuite inverse: le courant conduit par un dispositif semi-conducteur en polarisation inverse est un courant de fuite inverse. Dans la diode Schottky, l'augmentation de la température augmentera considérablement le courant de fuite inverse.

Applications de la diode Schottky

Les diodes Schottky ont de nombreuses applications dans l'industrie électronique en raison de leurs propriétés uniques. Certaines des applications sont les suivantes:

1. Circuits de serrage / écrêtage de tension

Les circuits clipper et les circuits clamper sont couramment utilisés dans les applications de mise en forme d'onde. La propriété d'une faible chute de tension rend la diode Schottky utile comme diode de serrage.

2. Protection contre le courant inverse et la décharge

Comme nous le savons, la diode Schottky est également appelée diode de blocage car elle bloque le flux de courant dans le sens inverse; il peut être utilisé comme protection contre les décharges. Par exemple, dans Emergency Flash Light, une diode Schottky est utilisée entre un supercondensateur et un moteur à courant continu pour empêcher le supercondensateur de se décharger via le moteur à courant continu.

3. Circuits d'échantillonnage et de maintien

La diode Schottky polarisée en direct n'a pas de porteurs de charge minoritaires et, de ce fait, elles peuvent basculer plus rapidement que les diodes à jonction PN typiques. Les diodes Schottky sont donc utilisées car elles ont un temps de transition plus court entre l'échantillon et l'étape de maintien, ce qui donne un échantillon plus précis à la sortie.

4. Redresseur de puissance

Les diodes Schottky ont une densité de courant élevée et une faible chute de tension directe signifie que moins d'énergie est gaspillée qu'une diode à jonction PN typique, ce qui rend les diodes Schottky plus adaptées aux redresseurs de puissance.

En outre, vous pouvez trouver la mise en œuvre pratique de la diode dans de nombreux circuits en suivant le lien.