¿Para qué se utiliza un diodo Schottky? Su símbolo, funcionamiento y usos

El diodo Schottky: un elemento imprescindible en la electrónica moderna. Descubre en este artículo su símbolo, funcionamiento y los diversos usos que le dan vida a muchas de nuestras tecnologías favoritas. ¡No te lo pierdas!

Un diodo Schottky es un tipo especial de diodo semiconductor que tiene un caída de voltaje muy baja y se usa para aplicaciones de conmutación de alta velocidad. La unión se forma con un metal y un semiconductor. En este artículo, discutiremos las aplicaciones y el funcionamiento del diodo Schottky. También aprenderemos en qué se diferencia de un diodo de unión PN.

The term “Schottky” comes from the German physicist Julius Schottky, who first described this effect in metal-semiconductor junctions.

¿Para qué se utiliza un diodo Schottky?

Se usa típicamente en aplicaciones de conmutación de alta velocidad, rectificadores y reguladores de voltaje.

  • El diodo Schottky tiene un menor caída de tensión directa que un diodo convencional, haciéndolo ideal para su uso en fuentes de alimentación e inversores solares.
  • El diodo Schottky puede manejar niveles de corriente más altos que un diodo convencional, haciéndolo muy adecuado para su uso en fuentes de alimentación y controladores de motores.
  • El diodo Schottky el tiempo de recuperación inversa es mucho más corto que un diodo convencional, haciéndolo ideal para su uso en aplicaciones de conmutación de alta velocidad.

Símbolo del diodo Schottky

El símbolo del diodo Schottky se muestra en la siguiente figura. El ánodo es el metal y el cátodo es el semiconductor en la unión metal-semiconductor.

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It is also known by the names of hot-carrier diode, Schottky barrier diode, surface barrier diode, majority carrier device, hot-electron diode, or hot carrier diode.

¿Cómo se fabrican los diodos Schottky?

Mientras que los diodos tradicionales están hechos de dos piezas de material semiconductor (uno de tipo n y otro de tipo p), Los diodos Schottky solo están hechos de una pieza de material tipo n. Este material suele estar aleado con otro metal, como aluminio o platino. La unión resultante entre el metal y el material semiconductor es lo que le da al diodo Schottky su baja caída de tensión directa.

Además, dado que no hay material de tipo p involucrado, hay sin región de agotamiento y mila inyección de lectrones es mucho más eficiente que en los diodos tradicionales. Como resultado, los diodos Schottky tienen velocidades de conmutación más rápidas que los diodos tradicionales.

Nota: Las barreras de Schottky se pueden formar en ambos semiconductores de tipo n y p. El voltaje directo es a menudo mucho más bajo para los semiconductores de tipo p. No puede ser demasiado bajo. Porque la corriente de fuga inversa aumenta significativamente al reducir el voltaje directo. Entonces Generalmente se utiliza silicio tipo N para semiconductores. El cátodo del diodo es un semiconductor de tipo n y el lado metálico sirve como ánodo.

The schottky barrier helps in both very fast switching and low forward voltage drop. The typical value of forwarding voltage is about 0.5–0.7 V.

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¿Qué es la barrera de Schottky?

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Una capa de agotamiento desarrollada en la intersección de un semiconductor de tipo n y un metal es una barrera de Schottky. El ancho de la capa de agotamiento depende de la concentración de semiconductores y la combinación de metales utilizados.

¿Cómo funciona un diodo Schottky?

Condición de polarización directa

En condiciones de polarización directa, el metal está conectado al terminal positivo de la batería, y el material semiconductor de tipo n está conectado al terminal negativo de la batería.

Cuando se aplica voltaje, se generan electrones libres en metal y semiconductores. Si el voltaje aplicado es mayor que 0,2 V a 0,3 V estos electrones libres ganan energía potencial para superar la barrera de Schottky. El potencial incorporado se opone al voltaje, lo que facilita el paso suave de la corriente. Así el diodo Schottky comienza a conducir corriente eléctrica. A medida que aumenta el voltaje, la capa de agotamiento se adelgaza y finalmente desaparece.

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Condición de polarización inversa

En condiciones de polarización inversa, el metal se conecta al terminal negativo de la batería y el material semiconductor de tipo n se conecta al terminal positivo de la batería.

A medida que se aplica voltaje, el ancho de la capa de agotamiento aumentará. De este modo no fluye corriente eléctrica a través del diodo Schottky. Debido a excitación térmica, fluye una pequeña corriente de fuga a través del diodo. Habrá un aumento rápido en la corriente eléctrica si el voltaje de polarización inversa aumenta significativamente. Es decir, la región de agotamiento se romperá y dañará el dispositivo.

The majority of charge carriers present in the Schottky diode are electrons.

V – I Características del diodo Schottky

Las características V(voltaje)-I(Corriente) de los diodos Schottky se muestran en la siguiente figura. Las características VI del diodo de unión PN y el diodo Schottky son idénticas.

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La caída de tensión directa del diodo Schottky es baja en comparación con los diodos de unión PN. De manera similar, la corriente de saturación inversa en un diodo Schottky ocurre a un voltaje muy bajo.

Diferencias entre el diodo de unión PN y el diodo Schottky

Un diodo Schottky y un diodo de unión PN tienen características VI similares. Pero hay algunos parámetros en los que difieren mucho. Algunos de ellos se enumeran a continuación.

Parámetros Diodo de unión PN Diodo Schottky
Velocidad de conmutación Bajo Alto
Ruido no deseado Alto Bajo
Caída de voltaje 0,6-0,7 V 0,2-0,3 V
Formación de unión La unión está formada por un semiconductor de tipo p y tipo n La unión está formada por un metal y un semiconductor de tipo n
Tiempo de recuperación inversa Lento (es decir, el cambio del estado ON a OFF es lento). Rápido (es decir, el cambio de estado ON a OFF es rápido).
Region de agotamiento La región de agotamiento está presente Región de agotamiento insignificante
Densidad actual Bajo en comparación con los diodos Schottky Alta densidad de corriente
Diferencias entre unión PN y diodos Schottky

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Ventajas del diodo Schottky

  • Alta eficiencia
  • Puede operar en altas frecuencias
  • Bajo ruido no deseado
  • Capacitancia de unión baja debido a la delgada región de agotamiento
  • Velocidad de conmutación rápida (el cambio de estado ON a OFF es rápido)
  • Baja caída de tensión directa. (0.2 a 0.3 para diodo schottky y 0.6V -0.7V para diodos de silicio)

Limitaciones del diodo Schottky

  • Corriente de fuga inversa relativamente alta
  • Inestabilidad térmica: la corriente de fuga inversa aumenta con la temperatura
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Preguntas frecuentes sobre el diodo Schottky

¿Para qué se utiliza un diodo Schottky?

Un diodo Schottky es un dispositivo semiconductor que se utiliza principalmente en aplicaciones de conmutación y rectificación de alta velocidad. Su función principal es permitir el flujo de corriente eléctrica en una sola dirección, bloqueando el flujo en la dirección inversa.

Su símbolo

El símbolo del diodo Schottky se representa mediante una línea vertical que conecta un triángulo con la barra del cátodo hacia el lado del ánodo.

Ejemplo de símbolo del diodo Schottky:

Funcionamiento

El diodo Schottky se basa en la unión metal-semiconductor, en la cual se utiliza un metal y un material semiconductor de tipo N. La principal característica de este tipo de diodo es la baja caída de tensión directa (VF), lo que significa que puede conducir corriente con menor pérdida de energía en comparación con otros diodos.

El funcionamiento del diodo Schottky se basa en el principio de la barrera de potencial Schottky, que se origina en la unión entre el metal y el semiconductor. Esta barrera reduce la caída de tensión directa y mejora la velocidad de conmutación del diodo.

Usos

El diodo Schottky se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones, como:

  1. Rectificadores de alta velocidad: Debido a su rápida conmutación y baja caída de tensión directa, el diodo Schottky se utiliza en circuitos de rectificación de señales de alta frecuencia, como en la radiofrecuencia (RF) y en conversores de energía.
  2. Circuitos de protección: Por su capacidad de bloquear la corriente en la dirección inversa de forma eficiente, se utiliza en circuitos de protección contra sobretensiones y descargas electrostáticas.
  3. Circuitos de conmutación: Debido a su velocidad de conmutación y baja capacitancia, es utilizado en circuitos digitales y analógicos de alta velocidad.
  4. Electrónica de potencia: El diodo Schottky se emplea en circuitos de alimentación, inversores y rectificadores de alta eficiencia energética, ya que reduce las pérdidas de energía.

Para obtener más información sobre el diodo Schottky, puedes visitar el siguiente enlace: Diodo Schottky en Wikipedia.


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