{"id":2477,"date":"2020-03-06T12:16:11","date_gmt":"2020-03-06T11:16:11","guid":{"rendered":"https:\/\/botland.com.pl\/blog\/?p=2477"},"modified":"2026-01-20T13:11:36","modified_gmt":"2026-01-20T12:11:36","slug":"dioda-schottkyego-jak-to-dziala","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/botland.com.pl\/blog\/dioda-schottkyego-jak-to-dziala\/","title":{"rendered":"Dioda Schottky’ego – Jak to dzia\u0142a?"},"content":{"rendered":"Czas czytania:<\/span> 11<\/span> min.<\/span><\/span>\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Dioda Schottky\u2019ego<\/strong><\/a> to szczeg\u00f3lny rodzaj diody prostowniczej<\/strong>, wyr\u00f3\u017cniaj\u0105cy si\u0119 specyficzn\u0105 budow\u0105 i w\u0142a\u015bciwo\u015bciami fizycznymi. Jest ona powszechnie stosowana w uk\u0142adach elektronicznych, zw\u0142aszcza w zasilaczach impulsowych<\/strong>, kt\u00f3re mo\u017cna znale\u017a\u0107 m.in. w \u0142adowarkach sieciowych, zasilaczach do telewizor\u00f3w oraz monitor\u00f3w komputerowych LCD. Cho\u0107 dla u\u017cytkownika ko\u0144cowego element ten pozostaje zwykle niezauwa\u017calny, odgrywa on istotn\u0105 rol\u0119 w poprawnym dzia\u0142aniu nowoczesnych urz\u0105dze\u0144 elektronicznych.<\/p>

Dioda Schottky’ego<\/strong> to element elektroniczny oparty na z\u0142\u0105czu metal\u2013p\u00f3\u0142przewodnik<\/strong>, a nie na klasycznym z\u0142\u0105czu p\u2013n, co stanowi \u017ar\u00f3d\u0142o jej charakterystycznych w\u0142a\u015bciwo\u015bci. Cechuje si\u0119 ona bardzo kr\u00f3tkim czasem prze\u0142\u0105czania<\/strong> oraz niskim spadkiem napi\u0119cia w kierunku przewodzenia<\/strong>, wynikaj\u0105cym z braku magazynowania \u0142adunku i udzia\u0142u no\u015bnik\u00f3w mniejszo\u015bciowych. Podczas przewodzenia pr\u0105du na zaciskach diody Schottky\u2019ego wyst\u0119puje mniejszy spadek napi\u0119cia ni\u017c w klasycznych diodach krzemowych<\/strong>, co przek\u0142ada si\u0119 na wy\u017csz\u0105 sprawno\u015b\u0107 energetyczn\u0105 uk\u0142ad\u00f3w elektronicznych.<\/div>

Czym jest dioda?\u00a0Jak dzia\u0142a?<\/h2>

Dioda<\/a> to powszechnie stosowany element elektroniczny, kt\u00f3ry przez osoby niezajmuj\u0105ce si\u0119 zawodowo elektronik\u0105<\/a> jest najcz\u0119\u015bciej kojarzony z diod\u0105 elektroluminescencyjn\u0105, czyli diod\u0105 LED. Warto jednak podkre\u015bli\u0107, \u017ce LED stanowi jedynie jeden z wielu typ\u00f3w diod<\/strong>, pe\u0142ni\u0105cych istotne funkcje w licznych urz\u0105dzeniach elektronicznych u\u017cywanych na co dzie\u0144.<\/p>

Jak dzia\u0142a dioda? Aby odpowiedzie\u0107 na to pytanie, nale\u017cy najpierw zaznaczy\u0107, \u017ce dioda to element elektroniczny posiadaj\u0105cy dwa zaciski (wyprowadzenia): anod\u0119 i katod\u0119<\/strong>, dlatego zalicza si\u0119 j\u0105 do element\u00f3w dwuzaciskowych. Jest to komponent, kt\u00f3ry przewodzi pr\u0105d elektryczny w spos\u00f3b niesymetryczny<\/strong> i wykazuje nieliniow\u0105 charakterystyk\u0119 pr\u0105dowo-napi\u0119ciow\u0105. Oznacza to, \u017ce w kierunku przewodzenia, po przekroczeniu charakterystycznego napi\u0119cia progowego, dioda umo\u017cliwia swobodny przep\u0142yw pr\u0105du, natomiast w kierunku zaporowym bariera potencja\u0142u sprawia, \u017ce stawia ona bardzo wysoki op\u00f3r dla przep\u0142ywaj\u0105cego \u0142adunku, co praktycznie blokuje przep\u0142yw pr\u0105du (z wyj\u0105tkiem znikomego pr\u0105du wstecznego).<\/p>

Dioda – zasada dzia\u0142ania<\/h3>

Przewodzenie pr\u0105du g\u0142\u00f3wnie w jednym kierunku, nazywanym kierunkiem przewodzenia<\/strong>, stanowi podstawow\u0105 zasad\u0119 dzia\u0142ania diody. W kierunku przeciwnym, zwanym kierunkiem zaporowym<\/strong>, dioda powinna w mo\u017cliwie najwi\u0119kszym stopniu ogranicza\u0107 przep\u0142yw pr\u0105du, cho\u0107 w rzeczywistych elementach p\u00f3\u0142przewodnikowych zawsze wyst\u0119puje niewielki pr\u0105d wsteczny<\/strong>, okre\u015blany jako pr\u0105d up\u0142ywu. Zjawisko to nie jest wad\u0105 konstrukcyjn\u0105, lecz naturaln\u0105 konsekwencj\u0105<\/strong> w\u0142a\u015bciwo\u015bci fizycznych z\u0142\u0105cza. Dioda Schottky\u2019ego, podobnie jak inne diody, wykazuje jednokierunkowo\u015b\u0107 przewodzenia, jednak wyr\u00f3\u017cnia si\u0119 niskim spadkiem napi\u0119cia w kierunku przewodzenia<\/strong> oraz bardzo szybkim czasem prze\u0142\u0105czania<\/strong>, co odr\u00f3\u017cnia j\u0105 od klasycznych diod p\u00f3\u0142przewodnikowych typu p\u2013n.<\/p>

Dioda Schottky\u2019ego – zastosowanie diod<\/h2>

Dzi\u0119ki swoim w\u0142a\u015bciwo\u015bciom fizycznym diody p\u00f3\u0142przewodnikowe mog\u0105 by\u0107 z powodzeniem wykorzystywane w wielu praktycznych urz\u0105dzeniach, takich jak odbiorniki radiowe <\/strong>czy uk\u0142ady prostownicze<\/strong>, s\u0142u\u017c\u0105ce do przekszta\u0142cania napi\u0119cia przemiennego w napi\u0119cie sta\u0142e, np. w zasilaczach umo\u017cliwiaj\u0105cych \u0142adowanie akumulatora samochodowego z sieci energetycznej. Diody s\u0105 wytwarzane z materia\u0142\u00f3w o zr\u00f3\u017cnicowanych w\u0142a\u015bciwo\u015bciach elektrycznych, a zastosowany typ p\u00f3\u0142przewodnika oraz konstrukcja z\u0142\u0105cza (np. p\u2013n lub metal\u2013p\u00f3\u0142przewodnik<\/strong>) wp\u0142ywaj\u0105 na ich charakterystyk\u0119 pr\u0105dowo-napi\u0119ciow\u0105 oraz zakres zastosowa\u0144.<\/p>

W zale\u017cno\u015bci od w\u0142a\u015bciwo\u015bci fizycznych i konstrukcyjnych diod mo\u017cna wykorzystywa\u0107 je do r\u00f3\u017cnych cel\u00f3w. Przyk\u0142adowo diody LED<\/strong> wykazuj\u0105 zjawisko elektroluminescencji, dzi\u0119ki czemu znajduj\u0105 zastosowanie jako \u017ar\u00f3d\u0142a \u015bwiat\u0142a<\/strong>. Diody Zenera<\/strong> przy okre\u015blonym napi\u0119ciu w kierunku zaporowym wykazuj\u0105 gwa\u0142towny wzrost pr\u0105du wstecznego, co sprawia, \u017ce stosuje si\u0119 je w urz\u0105dzeniach pe\u0142ni\u0105cych funkcj\u0119 stabilizacji napi\u0119cia<\/strong>. Istniej\u0105 r\u00f3wnie\u017c diody Schottky\u2019ego<\/strong>, kt\u00f3re ze wzgl\u0119du na swoj\u0105 odmienn\u0105 budow\u0119 i w\u0142a\u015bciwo\u015bci elektryczne znajduj\u0105 zastosowanie w uk\u0142adach wymagaj\u0105cych szybkiego prze\u0142\u0105czania i wysokiej sprawno\u015bci energetycznej<\/strong>.<\/p>

Z\u0142\u0105cze p-n w diodach<\/h2>

Z\u0142\u0105cze w fizyce p\u00f3\u0142przewodnik\u00f3w oznacza obszar kontaktu dw\u00f3ch fragment\u00f3w p\u00f3\u0142przewodnika o odmiennym typie domieszkowania<\/strong>. Z\u0142\u0105cze p-n powstaje pomi\u0119dzy obszarem p\u00f3\u0142przewodnika typu p<\/strong> oraz obszarem p\u00f3\u0142przewodnika typu n<\/strong>, zazwyczaj w obr\u0119bie jednego kryszta\u0142u p\u00f3\u0142przewodnika. Oznaczenia p i n nie odnosz\u0105 si\u0119 bezpo\u015brednio do znaku \u0142adunku elektrycznego materia\u0142u, lecz do rodzaju no\u015bnik\u00f3w wi\u0119kszo\u015bciowych: w obszarze typu p s\u0105 nimi dziury<\/strong>, a w obszarze typu n \u2013 elektrony<\/strong>, przy czym oba obszary pozostaj\u0105 elektrycznie oboj\u0119tne jako ca\u0142o\u015b\u0107.<\/p>

Je\u017celi w danym obszarze p\u00f3\u0142przewodnika koncentracja dziur jest wi\u0119ksza ni\u017c koncentracja elektron\u00f3w, co wynika z obecno\u015bci domieszki akceptorowej, m\u00f3wimy o przewodnictwie dziurowym<\/strong> charakterystycznym dla obszaru typu p. Z kolei przewodnictwo elektronowe<\/strong> wyst\u0119puje w obszarze typu n, gdzie dzi\u0119ki domieszkom donorowym elektrony stanowi\u0105 no\u015bniki wi\u0119kszo\u015bciowe. W zale\u017cno\u015bci od typu domieszkowania no\u015bnikami wi\u0119kszo\u015bciowymi s\u0105 zatem elektrony w obszarze n<\/strong> lub dziury w obszarze p<\/strong>, co ma kluczowe znaczenie dla dzia\u0142ania z\u0142\u0105cza p-n w diodach p\u00f3\u0142przewodnikowych.<\/p>

\"\"
Przyk\u0142ad diody Schottky o maksymalnym napi\u0119ciu pracy 40 V.<\/figcaption><\/figure>

Wyj\u0105tkowo\u015b\u0107 diody Schottky\u2019ego – z\u0142\u0105cze m-s<\/h2>

Dioda Schottky\u2019ego to szczeg\u00f3lny typ diody, kt\u00f3rej cech\u0105 wyr\u00f3\u017cniaj\u0105c\u0105 jest zastosowanie z\u0142\u0105cza metal\u2013p\u00f3\u0142przewodnik (m\u2013s)<\/strong> zamiast klasycznego z\u0142\u0105cza p\u2013n. Z\u0142\u0105cza typu m\u2013s powstaj\u0105 poprzez bezpo\u015bredni kontakt odpowiednio przygotowanej powierzchni p\u00f3\u0142przewodnika z warstw\u0105 metalu<\/strong>, co prowadzi do utworzenia bariery potencja\u0142u Schottky\u2019ego. Charakterystyki pr\u0105dowo-napi\u0119ciowe z\u0142\u0105czy metal\u2013p\u00f3\u0142przewodnik dzieli si\u0119 na liniowe<\/strong> (o charakterze omowym) oraz nieliniowe<\/strong>, przy czym z\u0142\u0105cza o charakterystyce nieliniowej wykazuj\u0105 w\u0142a\u015bciwo\u015bci prostuj\u0105ce i s\u0105 wykorzystywane w diodach Schottky\u2019ego.<\/p>

W klasycznych diodach p\u00f3\u0142przewodnikowych ze z\u0142\u0105czem p\u2013n przewodzenie pr\u0105du w kierunku przewodzenia wi\u0105\u017ce si\u0119 z wstrzykiwaniem i rekombinacj\u0105 no\u015bnik\u00f3w w obszarze z\u0142\u0105cza, co prowadzi do magazynowania \u0142adunku i ogranicza szybko\u015b\u0107 prze\u0142\u0105czania. W diodzie Schottky\u2019ego mechanizm przewodzenia jest odmienny, poniewa\u017c pr\u0105d jest przenoszony wy\u0142\u0105cznie przez no\u015bniki wi\u0119kszo\u015bciowe p\u00f3\u0142przewodnika<\/strong>, bez udzia\u0142u no\u015bnik\u00f3w mniejszo\u015bciowych, co skutkuje bardzo kr\u00f3tkim czasem prze\u0142\u0105czania<\/strong>. W przypadku zastosowania p\u00f3\u0142przewodnika typu n no\u015bnikami wi\u0119kszo\u015bciowymi odpowiedzialnymi za przewodzenie s\u0105 elektrony, kt\u00f3re przechodz\u0105 przez barier\u0119 potencja\u0142u do metalu, przy czym po stronie metalicznej przewodzenie zachodzi zgodnie z mechanizmem charakterystycznym dla metali.<\/p>

Dioda Schottky\u2019ego a inne rodzaje diod<\/h2>

Dioda Schottky\u2019ego charakteryzuje si\u0119 bardzo kr\u00f3tkim czasem prze\u0142\u0105czania<\/strong>, co wynika przede wszystkim z braku magazynowania \u0142adunku no\u015bnik\u00f3w mniejszo\u015bciowych w z\u0142\u0105czu metal\u2013p\u00f3\u0142przewodnik. W\u0142a\u015bciwo\u015bci te uzasadniaj\u0105 por\u00f3wnanie z diod\u0105 ostrzow\u0105 (punktow\u0105)<\/strong>, kt\u00f3ra historycznie r\u00f3wnie\u017c by\u0142a stosowana w uk\u0142adach wysokocz\u0119stotliwo\u015bciowych. W por\u00f3wnaniu z diod\u0105 ostrzow\u0105 dioda Schottky\u2019ego cechuje si\u0119 jednak wi\u0119ksz\u0105 niezawodno\u015bci\u0105, lepsz\u0105 powtarzalno\u015bci\u0105 parametr\u00f3w <\/strong>oraz wy\u017csz\u0105 odporno\u015bci\u0105 mechaniczn\u0105<\/strong>.<\/p>

W przeciwie\u0144stwie do klasycznych diod warstwowych ze z\u0142\u0105czem p\u2013n, w kt\u00f3rych podczas przewodzenia dochodzi do gromadzenia znacznej ilo\u015bci \u0142adunku w obszarze z\u0142\u0105cza, co ogranicza szybko\u015b\u0107 prze\u0142\u0105czania, w diodzie Schottky\u2019ego zjawisko to praktycznie nie wyst\u0119puje. Cho\u0107 diody Schottky\u2019ego mog\u0105 charakteryzowa\u0107 si\u0119 stosunkowo wi\u0119ksz\u0105 pojemno\u015bci\u0105 z\u0142\u0105cza<\/strong> oraz wi\u0119kszym pr\u0105dem wstecznym<\/strong> ni\u017c diody krzemowe p\u2013n, to jednocze\u015bnie wykazuj\u0105 mniejszy spadek napi\u0119cia w kierunku przewodzenia i bardzo kr\u00f3tki czas prze\u0142\u0105czania<\/strong>.<\/p>

Dzi\u0119ki tym w\u0142a\u015bciwo\u015bciom diody Schottky\u2019ego s\u0105 dobrze przystosowane do pracy w uk\u0142adach impulsowych<\/strong> oraz w obwodach wysokich cz\u0119stotliwo\u015bci<\/strong>, takich jak zasilacze impulsowe stosowane m.in. w nowoczesnych telewizorach, a tak\u017ce w mieszaczach sygna\u0142\u00f3w<\/strong>, czyli uk\u0142adach elektronicznych, kt\u00f3re z dw\u00f3ch sygna\u0142\u00f3w wej\u015bciowych wytwarzaj\u0105 sygna\u0142 o cz\u0119stotliwo\u015bciach b\u0119d\u0105cych ich kombinacj\u0105.<\/p>

Podsumowanie<\/h2>

Dioda Schottky\u2019ego to dioda oparta na z\u0142\u0105czu typu metal\u2013p\u00f3\u0142przewodnik (m\u2013s)<\/strong>, a nie na klasycznym z\u0142\u0105czu p\u2013n. Taka konstrukcja nadaje jej w\u0142a\u015bciwo\u015bci prostuj\u0105ce<\/strong>, czyli zdolno\u015b\u0107 do przewodzenia pr\u0105du g\u0142\u00f3wnie w jednym kierunku, przy jednoczesnym ograniczaniu przep\u0142ywu pr\u0105du w kierunku zaporowym. Bardzo kr\u00f3tki czas prze\u0142\u0105czania<\/strong> diody Schottky\u2019ego, zale\u017cny od konkretnej konstrukcji i mieszcz\u0105cy si\u0119 zazwyczaj w zakresie od dziesi\u0105tek pikosekund do kilku nanosekund, wynika przede wszystkim z braku magazynowania \u0142adunku no\u015bnik\u00f3w mniejszo\u015bciowych w z\u0142\u0105czu metal\u2013p\u00f3\u0142przewodnik. W\u0142a\u015bciwo\u015bci te sprawiaj\u0105, \u017ce diody Schottky\u2019ego s\u0105 szczeg\u00f3lnie dobrze przystosowane do pracy w uk\u0142adach wysokocz\u0119stotliwo\u015bciowych <\/strong>oraz impulsowych<\/strong>.<\/p>

Dlaczego tak przydatna jest dioda? Spadek napi\u0119cia<\/h2>

Diody Schottky\u2019ego wyr\u00f3\u017cniaj\u0105 si\u0119 szeregiem istotnych cech u\u017cytkowych, z kt\u00f3rych jedn\u0105 jest stosunkowo niski spadek napi\u0119cia w kierunku przewodzenia<\/strong>. W por\u00f3wnaniu z klasycznymi diodami krzemowymi ze z\u0142\u0105czem p-n, kt\u00f3re charakteryzuj\u0105 si\u0119 spadkiem napi\u0119cia rz\u0119du 0,6\u20130,7 V, diody Schottky\u2019ego wykazuj\u0105 spadek napi\u0119cia zazwyczaj w zakresie oko\u0142o 0,15\u20130,45 V<\/strong>, w zale\u017cno\u015bci od typu elementu, pr\u0105du przewodzenia oraz temperatury pracy. Ni\u017cszy spadek napi\u0119cia wynika z ni\u017cszej bariery potencja\u0142u powstaj\u0105cej na styku metal\u2013p\u00f3\u0142przewodnik w por\u00f3wnaniu do bariery w z\u0142\u0105czu krzemowym p-n. Przek\u0142ada si\u0119 to na mniejsze straty mocy<\/strong> (mniejsze wydzielanie ciep\u0142a) i wy\u017csz\u0105 sprawno\u015b\u0107 energetyczn\u0105 uk\u0142ad\u00f3w<\/strong>, szczeg\u00f3lnie w zastosowaniach niskonapi\u0119ciowych i wysokopr\u0105dowych.<\/p>

Ograniczeniem diod Schottky\u2019ego w por\u00f3wnaniu z diodami p-n jest zazwyczaj ni\u017csze dopuszczalne napi\u0119cie wsteczne<\/strong>, kt\u00f3rego warto\u015b\u0107 zale\u017cy od konkretnej konstrukcji i mo\u017ce wynosi\u0107 od kilkudziesi\u0119ciu do kilkuset wolt\u00f3w (najcz\u0119\u015bciej do 100-200 V<\/strong> dla diod krzemowych). Powy\u017cej tych warto\u015bci pr\u0105d up\u0142ywu staje si\u0119 na tyle znacz\u0105cy, \u017ce diody te ust\u0119puj\u0105 pola klasycznym z\u0142\u0105czom p-n lub dro\u017cszym rozwi\u0105zaniom opartym na w\u0119gliku krzemu (SiC).<\/p>

W\u0142a\u015bciwo\u015bci diody Schottky\u2019ego a jej wykorzystanie<\/h2>

Dioda Schottky\u2019ego jest elementem elektronicznym opartym na bezpo\u015brednim kontakcie metalu z p\u00f3\u0142przewodnikiem<\/strong>, najcz\u0119\u015bciej krzemem, w wyniku kt\u00f3rego powstaje bariera potencja\u0142u zwana barier\u0105 Schottky\u2019ego<\/strong>. Jej w\u0142a\u015bciwo\u015bci elektryczne sprawiaj\u0105, \u017ce znajduje szerokie zastosowanie w elektronice, m.in. jako element zabezpieczaj\u0105cy wra\u017cliwe uk\u0142ady elektroniczne<\/strong> oraz jako szybki prostownik<\/strong> w obwodach pracuj\u0105cych z sygna\u0142ami o wysokich cz\u0119stotliwo\u015bciach. W por\u00f3wnaniu z klasycznymi diodami krzemowymi ze z\u0142\u0105czem p\u2013n diody Schottky\u2019ego charakteryzuj\u0105 si\u0119 ni\u017cszym spadkiem napi\u0119cia w kierunku przewodzenia oraz bardzo kr\u00f3tkim czasem prze\u0142\u0105czania, co czyni je szczeg\u00f3lnie przydatnymi w uk\u0142adach impulsowych<\/strong>.<\/p>

Ze wzgl\u0119du na mechanizm przewodzenia oparty wy\u0142\u0105cznie na no\u015bnikach wi\u0119kszo\u015bciowych, diody Schottky\u2019ego bywaj\u0105 okre\u015blane jako diody z gor\u0105cymi no\u015bnikami<\/strong> lub diody barierowe<\/strong>. Napi\u0119cie przewodzenia diody Schottky\u2019ego zazwyczaj mie\u015bci si\u0119 w zakresie oko\u0142o 0,15\u20130,45 V, przy czym jego dok\u0142adna warto\u015b\u0107 zale\u017cy od pr\u0105du przewodzenia, temperatury <\/strong>oraz technologii wykonania<\/strong>, podczas gdy w klasycznych diodach krzemowych p\u2013n spadek napi\u0119cia wynosi zwykle oko\u0142o 0,6\u20130,7 V.<\/p>

Bariera Schottky\u2019ego powstaje w wyniku kontaktu p\u00f3\u0142przewodnika z metalem, przy czym p\u00f3\u0142przewodnikiem jest najcz\u0119\u015bciej krzem<\/strong>, natomiast metal dobierany jest spo\u015br\u00f3d materia\u0142\u00f3w takich jak platyna, wolfram, molibden <\/strong>czy chrom<\/strong>. Dob\u00f3r pary materia\u0142\u00f3w determinuje wysoko\u015b\u0107 bariery potencja\u0142u, a tym samym warto\u015b\u0107 napi\u0119cia przewodzenia oraz inne parametry elektryczne diody, przy czym okre\u015blenie anody i katody ma charakter funkcjonalny i zale\u017cy od kierunku pracy elementu.<\/p>

Odporno\u015b\u0107 na przebicia i oddawanie ciep\u0142a<\/h2>

Depozycja pr\u00f3\u017cniowa<\/strong> jest powszechnie stosowan\u0105 technologi\u0105 nanoszenia cienkich warstw metalu na pod\u0142o\u017ce p\u00f3\u0142przewodnikowe, umo\u017cliwiaj\u0105c\u0105 uzyskanie stabilnego i jednorodnego kontaktu metal\u2013p\u00f3\u0142przewodnik<\/strong>, niezb\u0119dnego do powstania bariery Schottky\u2019ego. W diodzie Schottky\u2019ego kontakt metaliczny tworzy barier\u0119 potencja\u0142u, a przypisanie anody (metal) i katody (p\u00f3\u0142przewodnik) jest sta\u0142e i wynika z fizycznej budowy z\u0142\u0105cza, a nie od kierunku polaryzacji elementu w obwodzie.<\/p>

Zastosowanie z\u0142\u0105cza metal\u2013p\u00f3\u0142przewodnik wi\u0105\u017ce si\u0119 jednak z pewnymi ograniczeniami<\/strong> w por\u00f3wnaniu z klasycznymi diodami krzemowymi ze z\u0142\u0105czem p\u2013n. Jednym z nich jest ni\u017csza dopuszczalna warto\u015b\u0107 napi\u0119cia wstecznego, co sprawia, \u017ce diody Schottky\u2019ego s\u0105 mniej odporne na przebicia elektryczne<\/strong>. Przyczyna tego zjawiska wynika z ni\u017cszej bariery potencja\u0142u oraz silnej zale\u017cno\u015bci pr\u0105du wstecznego od napi\u0119cia i temperatury, co jest naturaln\u0105 cech\u0105 bariery Schottky\u2019ego.<\/p>

Kolejnym ograniczeniem mo\u017ce by\u0107 odprowadzanie ciep\u0142a<\/strong>, kt\u00f3re w przypadku diod Schottky\u2019ego zale\u017cy w du\u017cej mierze od konstrukcji struktury p\u00f3\u0142przewodnikowej <\/strong>oraz obudowy elementu<\/strong>, a nie od samej obecno\u015bci warstwy metalicznej w kontakcie ze z\u0142\u0105czem. Z tego wzgl\u0119du diody Schottky\u2019ego s\u0105 cz\u0119sto projektowane do pracy przy umiarkowanych napi\u0119ciach i pr\u0105dach, gdzie ich zalety \u2013 niski spadek napi\u0119cia i szybkie prze\u0142\u0105czanie \u2013 przewa\u017caj\u0105 nad ograniczeniami termicznymi i napi\u0119ciowymi.<\/p>

Bezw\u0142adno\u015b\u0107 i czas regeneracji<\/h2>

Dioda Schottky\u2019ego jest elementem elektronicznym opartym na z\u0142\u0105czu metal\u2013p\u00f3\u0142przewodnik, kt\u00f3rego jedn\u0105 z kluczowych cech odr\u00f3\u017cniaj\u0105cych go od klasycznej diody ze z\u0142\u0105czem p\u2013n jest mechanizm przewodzenia oparty wy\u0142\u0105cznie na no\u015bnikach wi\u0119kszo\u015bciowych. W najcz\u0119\u015bciej stosowanych konstrukcjach p\u00f3\u0142przewodnikiem jest krzem typu n, w kt\u00f3rym elektron\u00f3w jest znacznie wi\u0119cej ni\u017c dziur<\/strong>, co sprawia, \u017ce to one odpowiadaj\u0105 za przewodzenie pr\u0105du. Metaliczna elektroda pe\u0142ni jednocze\u015bnie rol\u0119 kontaktu elektrycznego <\/strong>oraz elementu wsp\u00f3\u0142tworz\u0105cego barier\u0119 Schottky\u2019ego<\/strong>, a nie jest jedynie biernym, elektrycznie oboj\u0119tnym sk\u0142adnikiem struktury.<\/p>

Brak magazynowania \u0142adunku no\u015bnik\u00f3w mniejszo\u015bciowych w obszarze z\u0142\u0105cza sprawia, \u017ce diody Schottky\u2019ego charakteryzuj\u0105 si\u0119 bardzo kr\u00f3tkim czasem odzyskiwania<\/strong>, czyli czasem potrzebnym na przej\u015bcie ze stanu przewodzenia do stanu zaporowego. Cho\u0107 w z\u0142\u0105czu metal\u2013p\u00f3\u0142przewodnik r\u00f3wnie\u017c wyst\u0119puje warstwa zubo\u017cona, nie dochodzi w niej do akumulacji \u0142adunku, kt\u00f3ra ogranicza szybko\u015b\u0107 prze\u0142\u0105czania w diodach p\u2013n.<\/p>

W rezultacie czas odzyskiwania diod Schottky\u2019ego jest zwykle rz\u0119du pojedynczych do kilkudziesi\u0119ciu nanosekund<\/strong>, podczas gdy w standardowych diodach krzemowych p\u2013n mo\u017ce on wynosi\u0107 od kilkudziesi\u0119ciu do kilkuset nanosekund, a w wolniejszych konstrukcjach nawet wi\u0119cej, w zale\u017cno\u015bci od technologii wykonania i przeznaczenia elementu. W\u0142a\u015bciwo\u015bci te sprawiaj\u0105, \u017ce diody Schottky\u2019ego s\u0105 szczeg\u00f3lnie przydatne w uk\u0142adach impulsowych oraz w zastosowaniach wymagaj\u0105cych szybkiego prze\u0142\u0105czania.<\/p>

Jak wygl\u0105da symbol diody Schottky\u2019ego? Symbole diod<\/h2>

Wi\u0119kszo\u015b\u0107 os\u00f3b mo\u017ce z \u0142atwo\u015bci\u0105 rozpozna\u0107 podstawowy symbol diody<\/strong> stosowany na schematach elektronicznych. Symbol ten sk\u0142ada si\u0119 z tr\u00f3jk\u0105ta (strza\u0142ki) skierowanego w stron\u0119 pionowej kreski<\/strong>, przy czym tr\u00f3jk\u0105t reprezentuje anod\u0119, a kreska \u2013 katod\u0119. Element ten jest w\u0142\u0105czony w lini\u0119 symbolizuj\u0105c\u0105 przew\u00f3d, a jego orientacja (lewo\u2013prawo lub g\u00f3ra\u2013d\u00f3\u0142) zale\u017cy wy\u0142\u0105cznie od sposobu narysowania schematu, nie zmieniaj\u0105c znaczenia symbolu. Najwa\u017cniejsz\u0105 zasad\u0105 jest to, \u017ce katoda zawsze oznaczona jest kresk\u0105<\/strong>.<\/p>

Symbol diody Schottky\u2019ego<\/strong> jest bardzo podobny do symbolu klasycznej diody p\u2013n, jednak kreska oznaczaj\u0105ca katod\u0119 bywa modyfikowana<\/strong> (np. \u201ez\u0142amana\u201d lub podw\u00f3jna), aby podkre\u015bli\u0107, \u017ce mamy do czynienia ze z\u0142\u0105czem metal\u2013p\u00f3\u0142przewodnik, a nie klasycznym z\u0142\u0105czem p\u2013n. Dok\u0142adny zapis symbolu mo\u017ce si\u0119 nieznacznie r\u00f3\u017cni\u0107 w zale\u017cno\u015bci od normy lub oprogramowania CAD, jednak zasada identyfikacji katody pozostaje taka sama.<\/p>

Dla wielu os\u00f3b cz\u0119\u015bciej spotykanym symbolem jest symbol diody LED<\/strong>, kt\u00f3ry ma tak\u0105 sam\u0105 podstawow\u0105 form\u0119 jak symbol zwyk\u0142ej diody, lecz dodatkowo zawiera dwie strza\u0142ki skierowane na zewn\u0105trz<\/strong>, symbolizuj\u0105ce emisj\u0119 \u015bwiat\u0142a. Strza\u0142ki te nie s\u0105 zwi\u0105zane z biegunowo\u015bci\u0105 diody, lecz wy\u0142\u0105cznie z jej funkcj\u0105 optyczn\u0105.<\/p>

\"\"
Symbol diody Schottky’ego<\/figcaption><\/figure>

Kto wynalaz\u0142 diod\u0119 Schottky\u2019ego?<\/h2>

Dioda Schottky\u2019ego zawdzi\u0119cza swoj\u0105 nazw\u0119 niemieckiemu fizykowi Walterowi Schottky<\/strong>, kt\u00f3ry nie by\u0142 jej bezpo\u015brednim konstruktorem w sensie technologicznym, lecz tw\u00f3rc\u0105 kluczowych podstaw teoretycznych<\/strong> opisuj\u0105cych zjawisko bariery potencja\u0142u na z\u0142\u0105czu metal\u2013p\u00f3\u0142przewodnik. Walter Schottky \u017cy\u0142 w latach 1886\u20131976<\/strong> i by\u0142 jednym z czo\u0142owych niemieckich fizyk\u00f3w XX wieku, specjalizuj\u0105cym si\u0119 w fizyce cia\u0142a sta\u0142ego <\/strong>oraz elektronice pr\u00f3\u017cniowej i p\u00f3\u0142przewodnikowej<\/strong>. Przez znaczn\u0105 cz\u0119\u015b\u0107 swojej kariery zawodowej by\u0142 zwi\u0105zany z laboratoriami badawczymi firmy Siemens.<\/p>

Doktorat uzyska\u0142 w m\u0142odym wieku, zajmuj\u0105c si\u0119 zagadnieniami nowoczesnej w\u00f3wczas fizyki teoretycznej, a w trakcie studi\u00f3w i pracy naukowej wsp\u00f3\u0142pracowa\u0142 m.in. z Maxem Planckiem, jednym z tw\u00f3rc\u00f3w teorii kwant\u00f3w i laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki w 1918 roku. Wraz z Erwinem Gerlachem opracowa\u0142 konstrukcj\u0119 mikrofonu wst\u0119gowego<\/strong>, kt\u00f3ry do dzi\u015b znajduje zastosowanie w profesjonalnych studiach nagraniowych.<\/p>

Do najwa\u017cniejszych osi\u0105gni\u0119\u0107 Schottky\u2019ego nale\u017c\u0105 r\u00f3wnie\u017c prace nad teori\u0105 dziur w p\u00f3\u0142przewodnikach, badania nad szumem termicznym i \u015brutowym<\/strong> (zwanym szumem Schottky’ego) w elementach elektronicznych, a tak\u017ce istotny wk\u0142ad w rozw\u00f3j lamp elektronowych<\/strong>. Sformu\u0142owa\u0142 on r\u00f3wnie\u017c dyfuzyjn\u0105 teori\u0119 przep\u0142ywu pr\u0105du przez z\u0142\u0105cze metal\u2013p\u00f3\u0142przewodnik<\/strong>, kt\u00f3ra sta\u0142a si\u0119 bezpo\u015bredni\u0105 podstaw\u0105 do p\u00f3\u017aniejszego opracowania i upowszechnienia diody Schottky\u2019ego jako elementu elektronicznego.<\/p>

\"\"
Walter Hermann Schottky (1886-1976)<\/figcaption><\/figure>

Gdzie dioda Schottky\u2019ego znajduje zastosowanie?<\/h2>

Bardzo kr\u00f3tki czas prze\u0142\u0105czania oraz zdolno\u015b\u0107 do pracy z sygna\u0142ami o wysokich cz\u0119stotliwo\u015bciach sprawiaj\u0105, \u017ce dioda Schottky\u2019ego jest cz\u0119sto wykorzystywana jako element zabezpieczaj\u0105cy wej\u015bcia czu\u0142ych uk\u0142ad\u00f3w elektronicznych<\/strong>, gdzie mo\u017ce ogranicza\u0107 szybkie przepi\u0119cia o niewielkiej energii, cho\u0107 nie zast\u0119puje typowych element\u00f3w przeciwprzepi\u0119ciowych, takich jak diody TVS. Kr\u00f3tki czas odzyskiwania powoduje r\u00f3wnie\u017c, \u017ce diody Schottky\u2019ego s\u0105 powszechnie stosowane w przetwornicach impulsowych <\/strong>oraz falownikach<\/strong>, gdzie pracuj\u0105 jako szybkie elementy prostuj\u0105ce.<\/p>

Niski spadek napi\u0119cia w kierunku przewodzenia oraz brak magazynowania \u0142adunku no\u015bnik\u00f3w mniejszo\u015bciowych przyczyniaj\u0105 si\u0119 do zmniejszenia strat mocy, co mo\u017ce zwi\u0119ksza\u0107 sprawno\u015b\u0107 zasilaczy impulsowych<\/strong>, cho\u0107 jej ostateczna warto\u015b\u0107 zale\u017cy od ca\u0142ej topologii uk\u0142adu oraz pozosta\u0142ych komponent\u00f3w. Diody Schottky\u2019ego s\u0105 wykorzystywane w szerokim zakresie cz\u0119stotliwo\u015bci \u2013 od kilkudziesi\u0119ciu kilohertz\u00f3w w uk\u0142adach energoelektronicznych<\/strong> do zakresu gigahercowego w zastosowaniach mikrofalowych<\/strong>, przy czym warto\u015bci rz\u0119du dziesi\u0105tek lub setek gigaherc\u00f3w dotycz\u0105 wy\u0142\u0105cznie wyspecjalizowanych konstrukcji mikrofalowych.<\/p>

Dioda Schottky\u2019ego bywa r\u00f3wnie\u017c praktyczn\u0105 alternatyw\u0105 dla diod germanowych<\/strong>, szczeg\u00f3lnie w uk\u0142adach wymagaj\u0105cych niskiego napi\u0119cia przewodzenia, kt\u00f3re zazwyczaj mie\u015bci si\u0119 w zakresie oko\u0142o 0,2\u20130,4 V. Niski spadek napi\u0119cia sprawia, \u017ce element ten jest ch\u0119tnie stosowany do \u0142\u0105czenia redundantnych \u017ar\u00f3de\u0142 zasilania<\/strong>, np. w uk\u0142adach OR-ing oraz w inwerterach. Podczas projektowania uk\u0142adu nale\u017cy jednak uwzgl\u0119dni\u0107 wp\u0142yw temperatury, poniewa\u017c wraz ze wzrostem temperatury \u2013 np. od 25\u00b0C do 100\u00b0C \u2013 pr\u0105d wsteczny diody Schottky\u2019ego mo\u017ce wzrasta\u0107 znacz\u0105co, co nale\u017cy bra\u0107 pod uwag\u0119 w aplikacjach o podwy\u017cszonych wymaganiach termicznych.<\/p>

Jak sprawdzi\u0107 sprawno\u015b\u0107 diody Schottky\u2019ego?<\/h2>

Mo\u017ce zdarzy\u0107 si\u0119 sytuacja, w kt\u00f3rej urz\u0105dzenie elektroniczne wyposa\u017cone w diody Schottky\u2019ego przestanie dzia\u0142a\u0107, a podejrzenie usterki padnie w\u0142a\u015bnie na ten element, np. w zasilaczu monitora lub telewizora. W takim przypadku zasadne jest sprawdzenie, czy dioda dzia\u0142a prawid\u0142owo<\/strong>, przy czym nale\u017cy pami\u0119ta\u0107, \u017ce w tym kontek\u015bcie nie bada si\u0119 jej \u201esprawno\u015bci\u201d energetycznej, lecz stan techniczny (zdatno\u015b\u0107 komponentu).<\/p>

Diody Schottky\u2019ego mo\u017cna testowa\u0107 przy u\u017cyciu multimetru<\/a>, jednak wyniki pomiar\u00f3w r\u00f3\u017cni\u0105 si\u0119 od tych uzyskiwanych dla klasycznych diod krzemowych p-n, g\u0142\u00f3wnie ze wzgl\u0119du na ni\u017cszy spadek napi\u0119cia w kierunku przewodzenia. W trybie testu diody multimetr mierzy spadek napi\u0119cia przewodzenia Uf<\/strong> i mo\u017ce wskazywa\u0107 warto\u015bci w zakresie 0,15\u20130,45 V<\/strong>, kt\u00f3re w przypadku innych diod by\u0142yby interpretowane jako niepokoj\u0105co niskie lub bliskie zwarciu, podczas gdy dla diody Schottky\u2019ego oznaczaj\u0105 prawid\u0142owe dzia\u0142anie.<\/p>

W wielu urz\u0105dzeniach elektronicznych diody Schottky\u2019ego wyst\u0119puj\u0105 w obudowach zawieraj\u0105cych wi\u0119cej ni\u017c jedno z\u0142\u0105cze<\/strong>, np. w postaci podw\u00f3jnych diod ze wsp\u00f3ln\u0105 katod\u0105 (cz\u0119sto w obudowach TO-220), co z zewn\u0105trz mo\u017ce wygl\u0105da\u0107 jak pojedynczy tranzystor<\/strong>. Informacje o wewn\u0119trznej strukturze oraz rozk\u0142adzie wyprowadze\u0144 nale\u017cy zawsze sprawdzi\u0107 w nocie katalogowej.<\/p>

Pierwszym krokiem diagnostyki powinna by\u0107 identyfikacja komponentu<\/strong> oraz jego wylutowanie<\/strong> (lub przynajmniej od\u0142\u0105czenie jednej z n\u00f3\u017cek od obwodu), aby unikn\u0105\u0107 b\u0142\u0119dnych odczyt\u00f3w spowodowanych przez inne elementy uk\u0142adu. Nast\u0119pnie nale\u017cy wykona\u0107 pomiary multimetrem<\/strong> wy\u0142\u0105cznie w trybie testu diody<\/strong>, sprawdzaj\u0105c spadek napi\u0119cia w kierunku przewodzenia oraz upewniaj\u0105c si\u0119, \u017ce w kierunku zaporowym dioda wykazuje przerw\u0119 (brak przep\u0142ywu pr\u0105du). Uzyskane wyniki nale\u017cy por\u00f3wna\u0107 z danymi podanymi w nocie katalogowej<\/strong>.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Dioda Schottky’ego – FAQ<\/h2>

<\/p>