Schottky-Diode: Schaltungen, wichtige Eigenschaften, 7 Anwendungen

INHALT

• Was ist eine Tunneldiode?
• Tunnelbau
• VI Eigenschaften
• Schaltbild
• Symbol
• Anwendungen
• Was ist Schottky-Diode?
• VI Eigenschaften
• Schaltplan & Symbol
• Anwendungen

Was ist eine Tunneldiode?

Definition einer Tunneldiode:

"Eine Tunneldiode ist eine Art Halbleiterdiode, die aufgrund der quantenmechanischen Konsequenz, die als" Tunneleffekt "bekannt ist, einen effektiv negativen Widerstand aufweist."

Die Verarmungsschicht bildet eine Potentialbarriere an der Verbindungsstelle. Die Potentialbarriere behindert normalerweise den Fluss von Ladungsträgern von einer zur anderen Seite der Verbindungsstelle. Wenn die Verunreinigungskonzentration signifikant erhöht wird, ändern sich die Geräteeigenschaften vollständig. Eine neue Diode von Esaki lieferte die korrekte theoretische Erklärung für die Volt-Ampere-Charakteristik der Diode.

Was ist der Tunneleffekt in Halbleitern?

Der Tunneleffekt oder das Tunnelphänomen:

"Das Tunneln ist ein rein quantenmechanisches Verfahren, mit dem ein mikroskopisch kleines Teilchen eine Potentialbarriere infiltrieren kann, selbst wenn die Energie des einfallenden Teilchens geringer als die Potentialbarriere ist."

Die Breitengröße der Verbindungsbarriere ist umgekehrt proportional zur Quadratwurzel der Verunreinigungskonzentration. Dieses quantenmechanische Verhalten wird als "Tunneln" bezeichnet, und diese pn-Übergangsvorrichtungen mit hoher Verunreinigungskonzentration werden als Tunneldioden bezeichnet.

Symbol einer Tunneldiode:     

Charakteristik der Tunneldiode:

Eine Tunneldiode ist ein großer Leiter in die entgegengesetzte Richtung. Auch der Widerstand ist bei geringer Durchlassspannung geringer. Im aktuellen I._P Der als Spitzenstrom bekannte Wert entspricht der Spannung V._PDie Änderung des Verhältnisses von Strom zu Spannung (dI / dV) bleibt 0. Die Tunneldiode zeigt eine negative Widerstandscharakteristik, die den Spitzenstrom I betrifft_P und minimaler Wert I._V bekannt als die Talströmung.

Im Tal Spannung V._V, wo ich = ich_Vist die Leitfähigkeit '0' und weiter als dieser Punkt wird der Widerstand positiv. Für die Spitzenvorwärtsspannung V._PDer Strom berührt wieder das Ich_P Bei mehr angelegten Spannungen kann der Strom stärker ansteigen.

 Für diese Eigenschaften kann die Tunneldiode in mehreren Vorrichtungen wie Impuls- und Digitalanwendungen verwendet werden.

Der negative Widerstand -R_D hat ein Minimum zwischen I._V und ich_P Punkt. Der Serienwiderstand wird üblicherweise als ohmscher Widerstand (R) bezeichnet_S). Die Serieninduktivität (L._S) durch die Klemmenlänge und die Geometrie beeinflusst werden. Die Sperrschichtkapazität C._D hängt von der Vorspannung ab und wird normalerweise am Talpunkt gemessen. Schaltzeiten in der Größenordnung von einer Nanosekunde sind in der Praxis anwendbar, und Schaltzeiten von nur 50 Pico-Sekunden wurden erreicht.

Materialien einer Tunneldiode:

Die wirtschaftlichsten kommerziell zugänglichen Tunneldioden werden aus Germanium- und Galliumarsenid-Halbleitern hergestellt. Es ist schwierig, eine Metalltunneldiode mit einem hohen Verhältnis von I herzustellen_P/I_V oder durch die Spitze-Tal-Strömung.

Typische Tunneldiodenparameter

Aus der obigen Tabelle können wir die wichtigen statischen Eigenschaften dieser Geräte zusammenfassen. Die Spannungswerte in der Tabelle werden hauptsächlich durch den jeweils verwendeten Halbleiter bestimmt und sind nahezu unabhängig von der Nennstromstärke. Der Spitzenstrom (I._P) wird anhand der Verunreinigungskonzentration und der Verbindungsfläche gemessen.

Was sind die Vor- und Nachteile der Tunneldiode?

Vorteile von Tunneldioden sind

• wenig Lärm
• Einfachheit.
• höhere Betriebsgeschwindigkeit
• Beständigkeit gegen extreme Umgebungen.
• Weniger Strombedarf.
• Vergleichsweise günstiger.

Nachteile der Tunneldiode sind

• Tunneldioden sind Geräte mit zwei Anschlüssen, daher keine Isolation zwischen Ausgang und Eingang. Manchmal kann dies zu ernsthaften Schwierigkeiten beim Schaltungsdesign führen.
• Niedriger Ausgangsspannungshub erhalten.

Was ist Schottky Barrier Diode?

Zu den frühesten praktischen Halbleitergeräten, die zu Beginn des 1900. Jahrhunderts verwendet wurden, gehörte die Metall-Halbleiter-Diode. Die Diode, auch als Punktkontaktdiode bezeichnet, wurde durch Anbringen eines Metallteils an einer blanken Halbleiteroberfläche erzeugt. Diese metallischen Halbleiterdioden waren nicht leicht zu duplizieren oder automatisch zuverlässig und wurden durch den pn-Schnittpunkt ersetzt. Derzeit werden jedoch Halbleiter- und Vakuumtechnologien verwendet, um reproduzierbares und zuverlässiges Metall herzustellen.

Symbol der Schottky-Diode:

Qualitative Eigenschaften der Schottky-Barrierediode:

Die Metall- und Halbleiterbanddiagramme bei Trennung (oben) und Kontakt (unten).

Das perfekte Energiebanddiagramm für einen bestimmten Metall- und n-Halbleiter vor dem Kontaktaufbau wird enthüllt. Das Vakuumniveau wird als Benchmark-Niveau verwendet. Der Parameter Ø_m ist, dass die Metallbearbeitungsfunktion, Ø_S ist Ihre Halbleiterarbeitsfunktion und X wird im Volksmund als Elektronenaffinität bezeichnet. Damit sich das Fermi-Niveau im gesamten System zu einer kontinuierlichen thermischen Stabilität entwickelt, fließen Elektronen im Halbleiter in den Zuständen niedrigerer Energie aus der Legierung. Positiv geladene Donoratome verbleiben im Halbleiter und entwickeln einen Raumladungsbereich.

Spannungs-Strom-Charakteristik (VI) der Schottky-Diode:

Die allgemeine Form der Eigenschaften der Metall-Halbleiter-Schottky-Diode IV ähnelt einer Standard-pn-Sperrschichtdiode.

PN-Sperrschichtdiode VS Schottky-Diode:

Parameter	PN-VERBINDUNGSDIODE	SCHOTTKY DIODE
Polarität	Es ist ein bipolares Gerät	Es ist ein unipolares Gerät
Kreuzung	Es hatte einen Halbleiter-Halbleiter-Übergang.	Es hat die Bildung von Halbleiter-Metall-Übergängen
Spannungsabfall	Großer Durchlassspannungsabfall	Geringerer Durchlassspannungsabfall
Staatsverlust	Auf Staatsverluste werden mehr	Niedrige staatliche Verluste
Eignung	Geeignet für Niederfrequenzanwendungen	Geeignet für Hochfrequenzschaltanwendungen

Anwendungen der Schottky-Diode:

• Die Schottky-Diode, die als Gleichrichter in Schaltnetzteilen (SMPS) verwendet wird
• Schottky-Dioden werden in verschiedenen Solarzellenanwendungen eingesetzt.
• Sie werden in verschiedenen Logikgatterimplementierungen verwendet
• Die Schottky-Diode kann für eine Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlerschaltung verwendet werden.
• Bei verschiedenen Detektoranwendungen sie sind auch berufstätig.

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