Les diodes les plus courantes (diodes de jonction PN en silicium dopé ) ont une chute de tension minimale, pour surmonter le potentiel de jonction, c'est-à-dire bien l'énergie, pour la conduction des porteurs. Pour le silicium, cela représente environ 0,6-0,65 Volts et dépend de la température.
Pour certaines applications, cette chute de diode de ~ 0,65 Volt est inacceptable. Les raisons incluent:
- La puissance gaspillée à la diode est fonction du courant qui la traverse et de la tension de jonction à ce courant, c.-à-d
P = V x I. Ainsi, la chaleur générée est proportionnelle à cette tension
- L'un des facteurs ( pas le seul ) de la vitesse de commutation des diodes est la barrière de tension qui doit être surmontée pour que la conduction se produise. Ainsi, la réduction de cette tension serait un moyen d'accélérer les performances de commutation des diodes.
Donc, logiquement, une réponse simple devrait être d'utiliser un autre semi-conducteur au lieu de Si ... et cela fonctionne avec certaines limitations: Une alternative pour les applications à basse tension a traditionnellement été la diode de jonction PN Germanium: Son potentiel de jonction est d'environ 0,15 Volt, beaucoup plus petit que les ~ 0,65 Volts ci-dessus. Cependant, les diodes Ge disparaissent largement en raison de problèmes où elles perdent aux diodes au silicium: par exemple, un courant de fuite inverse élevé, une faible capacité de courant direct, une faible tension de blocage inverse et une stabilité thermique pathétique.
La diode Schottky se situe quelque part entre les diodes Si et Ge dans les paramètres, mais est significativement différente dans son fonctionnement: la fonction de rectification se produit entre un semi-conducteur dopé, presque toujours de type n, et un métal formant une " barrière Schottky " au semi-conducteur . Notez que le type de dopant complémentaire (p <--> n selon le cas) est absent dans les diodes Schottky.
La tension du puits d'énergie dans le cas de la barrière métal-semi-conducteur dépend de la combinaison de semi-conducteur et de métal utilisée pour former la diode, et est généralement bien inférieure à celle d'une diode à jonction pn (la moitié de la tension, comme l'a noté Olin dans sa réponse).
L'autre grand avantage est que le temps de récupération inverse d'une barrière Schottky est à peu près infinitésimal, par rapport à la diode de jonction pn relativement lente. C'est le secret pour les applications de commutation / rectification à grande vitesse.
L'inconvénient des diodes Schottky est que le courant de fuite inverse est lié à la tension de barrière atteinte - et augmente considérablement avec la diminution de ce potentiel de jonction. Par conséquent, bien que des potentiels de jonction très faibles soient possibles, à des fins de rectification, une tension trop faible n'est pas une bonne chose.
Maintenant, revenons aux questions:
- Les diodes Schottky sont utilisées dans les circuits où un faible potentiel de jonction est essentiel et où la fuite inverse n'est pas un facteur de rupture
- Les diodes Schottky à puissance et vitesse de commutation élevées pour les petits signaux ont toutes deux leur utilité dans la conception électronique: c'est-à-dire à la fois pour les applications à basse tension où une faible chute de diode et une récupération rapide sont importantes, et pour les applications à courant élevé où la faible chute de diode se traduit par moins d'énergie gaspillée car chaleur. Par exemple, ma diode Schottky de puissance préférée, la Vishay 95sq015 , a une tension directe de seulement 0,25 Volt à un courant de 9 Ampères!
- Une application clé, relativement récente des diodes Schottky est dans la commutation à haute température, où les diodes Schottky en carbure de silicium, par exemple 1N8032 , fournissent des tensions de blocage inverses très élevées (typiques> 600 V), aucune charge de récupération inversée et un fonctionnement nominal jusqu'à 200 à 250 o Tandis que l'avantage de basse tension directe est perdu dans ces diodes, la vitesse de commutation due à une récupération inverse nulle, couplée à un fonctionnement à des températures incroyablement élevées, rend ce type de Schottky particulièrement précieux dans de telles applications.
