Dioda Schottky - karakteristik, parameter, dan aplikasi

Dioda adalah salah satu komponen dasar yang umum digunakan dalam desain rangkaian elektronik, dapat ditemukan pada penyearah, gunting, penjepit dan banyak rangkaian lain yang biasa digunakan. Ini adalah perangkat semikonduktor dua terminal yang memungkinkan aliran arus hanya dalam satu arah yaitu membentuk Anoda ke Katoda (+ ke -) dan memblokir aliran arus ke arah sebaliknya, yaitu Katoda ke Anoda. Alasan di balik itu bahwa ia memiliki kira-kira. Resistensi nol di arah depan sementara resistansi tak terbatas dalam arah sebaliknya. Ada banyak jenis Dioda masing-masing dengan properti dan aplikasinya yang unik. Kita telah belajar tentang Dioda Zener dan cara kerjanya, pada artikel ini kita akan belajar tentang jenis dioda menarik lainnya yang disebut Dioda Schottky dan bagaimana ia dapat digunakan dalam desain rangkaian kita.

Dioda Schottky (Dinamai setelah fisikawan Jerman Walter H. Schottky) adalah jenis lain dari dioda semikonduktor, tetapi alih-alih memiliki persimpangan PN, dioda Schottky memiliki persimpangan logam-semikonduktor dan yang mengurangi kapasitansi dan meningkatkan kecepatan peralihan dioda Schottky, dan ini membuatnya berbeda dari dioda lain. Dioda Schottky juga memiliki nama lain seperti dioda penghalang permukaan, dioda penghalang Schottky, pembawa panas, atau dioda elektron panas.

Simbol Dioda Schottky

Simbol dioda Schottky didasarkan pada simbol dioda generik, tetapi bukannya memiliki garis lurus, ia memiliki struktur seperti S di ujung negatif dioda seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Simbol skematik ini dapat dengan mudah digunakan untuk membedakan dioda Schottky dari dioda lain saat membaca diagram rangkaian. Sepanjang artikel kami akan membandingkan dioda Schottky dengan dioda biasa untuk pemahaman yang lebih baik.

Bahkan dengan tampilan fisik komponennya, dioda Schottky terlihat mirip dengan dioda generik dan seringkali sulit untuk membedakannya tanpa membaca nomor bagian di atasnya. Tetapi sering kali dioda Schottky akan tampak sedikit lebih besar daripada dioda biasa, tetapi tidak selalu harus demikian. Gambar pin-out dioda Schottky ditunjukkan di bawah ini.

Apa yang membuat Diode Schottky Spesial?

Seperti yang telah dibahas sebelumnya, Dioda Schottky terlihat dan bekerja sangat mirip dengan dioda generik, tetapi karakteristik unik dioda Schottky adalah penurunan tegangan yang sangat rendah dan kecepatan switching yang tinggi. Untuk memahami ini lebih baik, mari hubungkan dioda Schottky dan dioda generik ke sirkuit dan identik dan periksa bagaimana kinerjanya.

Pada gambar di atas, kami memiliki dua sirkuit, satu untuk dioda Schottky dan dioda PN-junction lainnya. Sirkuit ini akan digunakan untuk membedakan penurunan tegangan di kedua dioda. Jadi rangkaian kiri untuk dioda Schottky, dan yang kanan untuk dioda PN-junction. Kedua dioda bertenaga 5V. Ketika arus dilewatkan dari kedua dioda, dioda Schottky hanya memiliki penurunan tegangan 0,3 volt dan menyisakan 4,7 volt untuk beban, di sisi lain, dioda PN-junction memiliki penurunan tegangan 0,7 volt dan meninggalkan 4,3 volt untuk beban. Jadi dioda Schottky memiliki penurunan tegangan yang lebih rendah daripada dioda PN-junction konvensional. Kecuali penurunan tegangan, dioda Schottky juga memiliki beberapa keunggulan lain pada dioda PN-junction seperti dioda Schottky.tingkat peralihan yang lebih cepat, lebih sedikit kebisingan dan kinerja yang lebih baik daripada dioda PN-junction biasa.

Kekurangan dioda Schottky

Jika dioda Schottky memiliki penurunan tegangan yang sangat rendah dan kecepatan switching yang tinggi menawarkan kinerja yang lebih baik, mengapa kita bahkan membutuhkan dioda PN junction generik? Mengapa kita tidak menggunakan dioda Schottky untuk semua desain sirkuit?

Meskipun benar bahwa, dioda Schottky lebih baik daripada dioda PN-junction dan perlahan-lahan menjadi lebih disukai daripada dioda PN-junction. Dua kemunduran utama untuk dioda Schottky adalah tegangan rusaknya Terbalik Rendah dan arus bocor Terbalik Tinggi dibandingkan dengan dioda umum. Ini membuatnya tidak cocok untuk aplikasi switching tegangan tinggi. Juga dioda Schottky relatif lebih mahal daripada dioda penyearah biasa.

Dioda Schottky vs Dioda Penyearah

Perbandingan singkat antara PN-dioda dan dioda Schottky diberikan pada tabel di bawah ini:

PN- Junction Diode	Dioda Schottky
Dioda PN-junction adalah perangkat bipolar yang berarti konduksi arus terjadi karena pembawa muatan minoritas dan mayoritas.	Tidak seperti dioda PN-junction, dioda Schottky adalah perangkat unipolar yang berarti konduksi arus terjadi karena pembawa muatan mayoritas saja.
PN- Junction diode memiliki sambungan Semikonduktor-Semikonduktor.	Sedangkan dioda Schottky memiliki sambungan logam-semikonduktor.
Dioda PN- Junction memiliki penurunan tegangan yang besar.	Dioda Schottky memiliki penurunan tegangan yang kecil.
Tinggi kerugian negara.	Rendah Pada kerugian negara.
Kecepatan perpindahan lambat.	Kecepatan perpindahan cepat.
Tegangan Nyalakan Tinggi (0,7 volt)	Tegangan nyala rendah (0,2 volt)
Tegangan Pemblokiran Terbalik Tinggi	Tegangan Pemblokiran Terbalik Rendah
Arus Balik Rendah	Arus Balik Tinggi

Struktur Dioda Schottky

Dioda Schottky dibangun menggunakan sambungan logam-semikonduktor seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Dioda Schottky memiliki senyawa logam di satu sisi persimpangan dan silikon yang didoping di sisi lain, oleh karena itu, dioda Schottky tidak memiliki lapisan penipisan. Karena sifat ini, dioda Schottky dikenal sebagai perangkat unipolar, tidak seperti dioda PN-junction yang merupakan perangkat bipolar.

Struktur dasar dioda Schottky ditunjukkan pada gambar di atas. Seperti yang Anda lihat pada gambar dioda Schottky memiliki senyawa logam di satu sisi yang dapat berkisar dari platinum hingga tungsten, molibdenum, emas, dll. Dan semikonduktor tipe-N di sisi lain. Ketika senyawa logam dan semikonduktor tipe-N digabungkan, mereka membuat sambungan Logam-Semikonduktor. Persimpangan ini dikenal sebagai Schottky Barrier. Lebar penghalang Schottky tergantung pada jenis logam dan bahan semikonduktor yang digunakan dalam pembentukan sambungan.

Schottky Barrier bekerja secara berbeda dalam keadaan tidak bias, bias maju, atau bias balik. Dalam keadaan bias maju ketika terminal positif baterai dihubungkan ke logam dan terminal negatif dihubungkan ke semikonduktor tipe-n, dioda Schottky memungkinkan aliran arus. Tetapi dalam keadaan bias balik ketika terminal positif baterai dihubungkan dengan semikonduktor tipe-n dan terminal negatif dihubungkan dengan logam, dioda Schottky akan menghalangi aliran arus. Namun, jika tegangan bias balik meningkat di atas level tertentu, itu akan memutus penghalang, dan arus akan mulai mengalir ke arah sebaliknya, dan ini dapat merusak komponen yang terhubung ke dioda Schottky.

Karakteristik Schottky Diode VI

Salah satu karakteristik penting yang harus dipertimbangkan saat memilih Diode Anda adalah grafik Tegangan Maju (V) versus Arus Maju (I). Grafik VI dari dioda Schottky paling populer 1N5817, 1N5818 dan 1N5819 ditampilkan di bawah ini

Karakteristik VI dioda Schottky sangat mirip dengan dioda PN-junction. Memiliki penurunan tegangan rendah daripada dioda PN-junction memungkinkan dioda Schottky mengkonsumsi lebih sedikit tegangan daripada dioda biasa. Dari grafik di atas, Anda dapat melihat bahwa 1N517 memiliki penurunan tegangan maju paling kecil dibandingkan dengan dua lainnya, dapat juga dicatat bahwa penurunan tegangan meningkat seiring dengan peningkatan arus melalui dioda. Bahkan untuk 1N517 pada arus maksimum 30A, penurunan tegangan dapat mencapai setinggi 2V. Karenanya dioda ini biasanya digunakan dalam aplikasi arus rendah.

Parameter yang perlu dipertimbangkan saat memilih dioda Schottky Anda

Setiap insinyur desain harus memilih dioda Schottky yang tepat sesuai dengan kebutuhan aplikasinya. Untuk desain rektifikasi, diperlukan dioda pengenal tegangan tinggi, arus rendah / sedang, dan frekuensi rendah. Untuk desain switching, peringkat frekuensi dioda harus tinggi.

Beberapa parameter umum dan penting untuk dioda yang harus Anda ingat tercantum di bawah ini:

Penurunan tegangan maju: Tegangan turun untuk menghidupkan dioda bias maju adalah penurunan tegangan maju. Ini bervariasi sesuai dengan dioda yang berbeda. Untuk dioda Schottky biasanya tegangan hidup diasumsikan sekitar 0,2 V.

Tegangan kerusakan terbalik: Jumlah tertentu dari tegangan bias balik setelah dioda rusak dan mulai berjalan ke arah sebaliknya disebut Tegangan Breakdown Terbalik. Tegangan rusak terbalik untuk dioda Schottky adalah sekitar 50 volt.

Waktu pemulihan terbalik: Ini adalah waktu yang diperlukan untuk mengalihkan dioda dari konduksi maju atau status 'ON' ke status 'OFF' terbalik. Perbedaan terpenting antara dioda PN-junction dan dioda Schottky adalah waktu pemulihan terbalik. Dalam waktu pemulihan terbalik dioda PN-junction dapat bervariasi dari beberapa mikrodetik hingga 100 nanodetik. Dioda Schottky tidak memiliki waktu pemulihan, karena dioda Schottky tidak memiliki daerah penipisan di persimpangan.

Arus bocor terbalik: Arus yang dialirkan dari perangkat semikonduktor dalam bias balik adalah arus bocor balik. Dalam dioda Schottky, peningkatan suhu secara signifikan akan meningkatkan arus bocor balik.

Aplikasi Diode Schottky

Dioda Schottky memiliki banyak aplikasi dalam industri elektronik karena sifatnya yang unik. Beberapa aplikasinya adalah sebagai berikut:

1. Sirkuit Penjepit / Kliping Tegangan

Sirkuit pemangkas dan sirkuit penjepit biasanya digunakan dalam aplikasi pembentukan gelombang. Memiliki properti drop tegangan rendah menjadikan dioda Schottky berguna sebagai dioda penjepit.

2. Membalik proteksi arus dan pelepasan

Seperti yang kita ketahui, dioda Schottky juga disebut sebagai dioda pemblokiran karena menghalangi aliran arus ke arah sebaliknya; itu dapat digunakan sebagai perlindungan pelepasan. Misalnya, dalam Emergency Flash Light, dioda Schottky digunakan antara superkapasitor dan motor DC untuk mencegah superkapasitor keluar melalui motor DC.

3. Sirkuit sampel-dan-tahan

Dioda Schottky bias maju tidak memiliki pembawa muatan minoritas, dan karena ini, mereka dapat beralih lebih cepat daripada dioda PN-junction biasa. Jadi dioda Schottky digunakan karena mereka memiliki waktu transisi yang lebih rendah dari sampel ke langkah penahanan dan ini menghasilkan sampel yang lebih akurat pada keluaran.

4. Penyearah daya

Dioda Schottky memiliki kerapatan arus yang tinggi, dan penurunan tegangan maju yang rendah berarti bahwa lebih sedikit daya yang terbuang daripada dioda PN junction pada umumnya dan ini membuat dioda Schottky lebih cocok untuk penyearah daya.

Selanjutnya Anda dapat menemukan implementasi praktis Diode di banyak sirkuit dengan mengikuti tautan.