ショットキーダイオードとは何ですか？

ショットキーダイオードとは何ですか？スキーム？シンボル？どこで使用されていますか？どんな種類の回路で使われているのですか？そして何のために使われますか？

オンラインで検索しましたが、探しているものが見つかりませんでした。

通常の半導体ダイオードは、NとP半導体材料の接合部です。半導体接合の半分のようなものからダイオードを作ることができます。

ショットキーダイオードは、一方の側がPまたはN半導体である接合部ですが、反対側は金属のみです。結果は依然としてダイオードのように機能しますが、回路設計に対して以下の違いがあります。

1. 前方への低下は約半分です。これは、ダイオードの消費電力が少ないため、高電流アプリケーションで非常に役立ちます。また、スイッチング電源アプリケーションの効率化にも役立ちます。

2. 特に高温では、逆漏れが著しく高くなります。これは、注意して設計する必要があるものです。1N5818などの通常のショットキーダイオードのデータシートをご覧ください。特に高温では、逆方向にどれだけ漏れるかに驚かれるかもしれません。

3. 逆回復時間ははるかに速く、ほとんどのアプリケーションで本質的に瞬時です。これは、連続モードで動作する電源の切り替えに非常に役立ちます。その場合、スイッチがオンになるとダイオードに順方向電流が流れ、ダイオードに逆バイアスがかかります。シリコンダイオードは、このアプリケーションで問題になる可能性があります。なぜなら、最初の数10 nsまたは100 nsでは、逆バイアスがかかっているにもかかわらず導通しているダイオードによってスイッチが本質的に短絡するからです。これは、スイッチとダイオードの両方に非効率と多くのストレスをもたらします。

4. ショットキーダイオードは、シリコンダイオードほど高い逆電圧では使用できません。約100 Vを超えると、見つけるのが難しくなるか、高価になります。

これらはダイオードに似ていますが、PN接合の代わりに金属とNドープ材料のみを使用しています。

これらは、高速コンピューター回路、高速スイッチングに非常に役立ちます。整流器の設計に一般的に使用されます

他の一般的な使用法は、通常のダイオードよりも急勾配であるため、電圧クランプに使用されます。

ヒント：尋ねる前に検索を開始することを検討する場所

• 回路について
• Wiki

最も一般的なタイプのダイオード（ドープされたシリコンPN接合ダイオード）は、キャリアの伝導のために接合電位、すなわちエネルギーを克服するために、最小の電圧降下を持っています。シリコンの場合、これは約0.6〜0.65ボルトであり、温度に依存します。

特定のアプリケーションでは、その約0.65ボルトのダイオード降下は許容されません。理由は次のとおりです。

• ダイオードで浪費される電力は、ダイオードを流れる電流とその電流での接合電圧の関数ですP = V x I。したがって、発生する熱はこの電圧に比例します
• ダイオードのスイッチング速度の要因の1つ（唯一ではない）は、伝導が起こるために克服する必要がある電圧障壁です。したがって、この電圧を下げることは、ダイオードのスイッチング性能を高速化する1つの方法です。

論理的に、単純な答えは、Siの代わりに他の半導体を使用することです...そして、これはいくつかの制限で動作します：低電圧アプリケーションの代替は、伝統的にゲルマニウムpn接合ダイオードです：その接合電位は約0.15ボルトであり、上記の〜0.65ボルトよりもはるかに小さい。ただし、Geダイオードは、シリコンダイオードに失われる問題のために使用からほとんど消えています。たとえば、高い逆漏れ電流、低い順電流容量、低い逆阻止電圧、および哀れな熱安定性です。

ショットキーダイオードは、パラメータのSiおよびGeダイオードとの間のどこかに落下するが、それは動作するように著しく異なる：整流機能は、ドープ半導体、ほとんどの場合、n型、および「構成する金属との間に生じるショットキー障壁を半導体に」 。ショットキーダイオードには相補的なドーパントタイプ（場合によってはp <-> n）がないことに注意してください。

金属-半導体バリアの場合のエネルギー井戸電圧は、ダイオードを形成するために使用される半導体と金属の組み合わせに依存し、通常、pn接合ダイオードのそれよりもはるかに低い（電圧の半分、彼の答え）。

もう1つの大きな利点は、比較的緩慢なpn接合ダイオードと比較して、ショットキーバリアの逆回復時間がほとんど無限大であることです。これは、高速スイッチング/整流アプリケーションのビットシークレットです。

ショットキーダイオードの欠点は、逆方向漏れ電流が達成されたバリア電圧に関連していることです。この接合電位が低下すると、急激に上昇します。したがって、非常に低い接合電位が可能ですが、整流の目的のために低すぎる電圧は良いことではありません。

さて、質問に行きます：

• ショットキーダイオードは、低い接合電位が不可欠であり、逆リークが重大な問題ではない回路で使用されます。
• 小信号の高速スイッチング速度と電力ショットキーダイオードは、どちらも電子設計で使用されます。つまり、低ダイオードドロップと高速回復が重要な低電圧アプリケーションと、低ダイオードドロップにより無駄になる電力が少ない高電流アプリケーションの両方に使用できます。熱。たとえば、私のお気に入りのパワーショットキーダイオードであるVishay 95sq015は、9アンペアの電流でわずか0.25ボルトの順方向電圧です！
• ショットキーダイオードの1つの重要な比較的最近の用途は、1N8032などの炭化ケイ素ショットキーダイオードが非常に高い逆阻止電圧（通常> 600 V）、逆回復電荷なし、最大200〜250 ^oの定格動作を提供する高温スイッチングですC.これらのダイオードでは低い順方向電圧の利点は失われますが、逆回復ゼロによるスイッチング速度は、非常に高い温度での動作と相まって、この種のショットキーをこのようなアプリケーションで非常に貴重なものにします。