El diodo Schottky
El símbolo del diodo Schottky difiere ligeramente del símbolo del diodo de unión PN. La línea del cátodo se extiende para parecerse a una S. La corriente, i , todavía se mide a través del diodo desde el ánodo hasta el cátodo. El voltaje a través del diodo, v , todavía se mide desde el ánodo hasta el cátodo.
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El comportamiento del diodo todavía está muy bien modelado por la ecuación del diodo.
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En esta ecuación, la corriente, i , es igual a la corriente de saturación , I , multiplicada por un exponencial menos 1. La corriente de saturación es la pequeña corriente que fluye a través del diodo incluso cuando está apagado. El voltaje, V T , es el voltaje térmico equivalente. A temperatura ambiente, V T ≅ 0,26V. Para el diodo de unión PN, I ≅ 10 -9 amperios. Para el diodo Schottky, este valor es de aproximadamente 10 -5 amperios (10.000 veces mayor). Estos valores se sustituyen en la ecuación del diodo y dan los siguientes gráficos de i frente a v para cada diodo.
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La línea verde es el diodo de unión PN. Vemos un voltaje de encendido de aproximadamente 0,7 voltios. El voltaje de encendido es donde la curva cambia abruptamente de dirección. A este voltaje, el diodo comienza a conducir corriente. En un diodo ideal, el voltaje de encendido sería de 0 voltios. El diodo Schottky (línea azul) tiene un voltaje de encendido de aproximadamente 0,3 voltios. Este voltaje de encendido bajo hace que el diodo Schottky sea un diodo atractivo para aplicaciones de rectificadores de voltaje . Un rectificador de voltaje utiliza diodos para convertir la corriente alterna en corriente continua . La corriente alterna es la corriente en sus tomas de pared. Para corriente continua, piense en una batería. Un ejemplo de un rectificador de voltaje es el adaptador de CA que se conecta a la pared y reemplaza (o recarga) la batería de su computadora y teléfono celular. El bajo voltaje de encendido del Schottky significa que se desperdicia menos energía en forma de calor. El diseño puede utilizar disipadores de calor más pequeños.
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Aunque la corriente de saturación inversa para el diodo Schottky es baja en ≅ 10 -5 amperios, significa que aún hay corriente fluyendo a través del diodo cuando debe apagarse. Esto puede ser motivo de preocupación en algunas aplicaciones en las que es necesario medir incluso pequeñas cantidades de corriente.
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Carga almacenada
La diferencia física entre el diodo de unión PN y el diodo Schottky es el tipo de unión. En lugar de dos semiconductores, el Schottky se fabrica con una unión N-metal. Esto conduce a una carga almacenada muy baja en la unión y un tiempo de recuperación más bajo . El tiempo de recuperación es el tiempo que tardan los diodos en dejar de conducir después de que se haya apagado. Cuanta más carga almacenada, mayor será el tiempo de recuperación. Podemos preparar un experimento para medir este efecto. Se conecta un voltaje de entrada, IN, al ánodo de un diodo Schottky. Cuando el diodo está encendido, la corriente pasará a través del diodo ya través de la resistencia, R. El voltaje a través de R se mide en el punto etiquetado como SALIDA.
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El voltaje de entrada es de +1 voltios y luego cambia a -1 voltios. Mientras que la entrada es de +1 voltios, el diodo está ENCENDIDO y conduce corriente. Mientras que la entrada es de -1 voltios, el diodo está APAGADO y esencialmente pasa cero corriente a través del diodo.
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Con un diodo ideal muy rápido, el tiempo de recuperación será cero.
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Ahora miramos la salida cuando usamos un diodo de unión PN. Se acumula una carga en la unión cuando el diodo está encendido. Cuando el diodo se apaga, esta carga provoca un retraso antes de que el voltaje vuelva a cero. A velocidades de conmutación más altas, habrá menos tiempo para que el voltaje vuelva a cero antes de que el diodo se encienda nuevamente. Esto limita el rango de frecuencia de conmutación para el diodo de unión PN.
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Para el diodo Schottky, se acumula mucha menos carga. Esto conduce a tiempos de recuperación más cortos.
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Por esta razón, el diodo Schottky encuentra aplicaciones en frecuencias más altas, como las frecuencias de radio. Con una carga acumulada más baja, este diodo puede encenderse y apagarse a una velocidad lo suficientemente rápida.
Resumen de la lección
Un diodo conduce la corriente o la bloquea. El voltaje a través del diodo determina qué condición existe. El voltaje a través del diodo en el que el diodo comienza a conducir se llama voltaje de encendido . Un rectificador de voltaje cambia una corriente alterna a una corriente continua . Un ejemplo es el adaptador de CA utilizado para dispositivos electrónicos como teléfonos celulares y computadoras. Con un voltaje de encendido más bajo, un rectificador de voltaje que use diodos Schottky producirá menos calor desperdiciado. Incluso cuando el diodo está apagado, todavía hay una corriente de saturación que fluye. La corriente de saturación más alta en el diodo Schottky puede dificultar su uso para detectar corrientes pequeñas. El tiempo requerido para que un diodo regrese a su condición de apagado después de haber estado conduciendo se llama tiempo de recuperación . El tiempo de recuperación es función de la cantidad de carga acumulada en la unión durante el tiempo de conducción. Al tener una carga mucho más pequeña en su unión, el diodo Schottky tiene un tiempo de recuperación mucho más corto. Esto lo hace adecuado para aplicaciones de alta frecuencia.
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