Schottkydioden
(8 178)Schottky-Dioden sind eine Gruppe häufig verwendeter elektronischer Komponenten, die in die Kategorie der Halbleiter fallen. Ihr Hauptmerkmal ist, dass sie den Strom asymmetrisch leiten, also mehr in eine Richtung als umgekehrt. Die Funktionsweise von Schottky-Dioden kann durch den Vergleich mit gewöhnlichen Gleichrichterdiodenbeschrieben werden, gegenüber denen sie sich durch einen viel (sogar bis dreimal) kleineren Spannungsabfall in Leitrichtung auszeichnen. Dies ist ein großer Vorteil, der es ihnen ermöglicht, viel höhere Stromwerte zu leiten, da die Leistung und folglich die von einer solchen Diode erzeugte Wärme entsprechend geringer ist. Ein solcher Fall tritt unter anderem beim Gleichrichten von Wechselspannung auf, z.B. in Schaltnetzteilen. Es ist erwähnenswert, dass der Spannungsabfall an der Schottky-Diode von ihrer Temperatur abhängt. Was sie von gewöhnlichen Gleichrichterdioden unterscheidet, ist auch die Möglichkeit des korrekten Betriebs bei viel höheren Frequenzen von Stromänderungen (in der Größenordnung von mehreren Hunderttausend Hertz oder sogar einigen Gigahertz). Diese Vorteile machen sie vor allem in Stromversorgungen und Impulsladegeräten, Wechselrichtern und Mischernweit verbreitet.
Trotz der unbestrittenen Vorteile habenSchottky-Dioden auch Nachteile. Einer von ihnen ist der im Vergleich zu gewöhnlichen Gleichrichterdioden viel größere Sperrstrom, auch als Leckstrom bekannt Es fließt in Sperrrichtung der Diode und nimmt mit ihrer steigenden Anschlusstemperatur zu. Aus diesem Grund werden diese Diodentypen u.a. bei Messgeräten nicht verwendet. Ein weiterer Nachteil ist die relativ niedrige Nennsperrspannung, die selten den Wert von 200 V überschreitet, obwohl man Schottky-Dioden finden kann, die diesen Parameter sogar bei mehreren Kilovolt haben. Die Nenn-Sperrspannung bestimmt die maximale Spannung, die an den Diodenanschlüssen entgegen der Durchlassrichtung angelegt wird und keinen dauerhaften Schaden verursacht. Leider steigt mit der Nennsperrspannung einer Diode auch ihre Leitspannung. Aufgrund der genannten Vor- und Nachteile werden Schottky-Dioden überall dort eingesetzt, wo ein Betrieb mit hohen Spannungswerten nicht erforderlich ist und sich diese mit einer sehr hohen Frequenz ändern können. Auch dort, wo hohe Stromwerte ohne große Leistungsverluste geleitet werden müssen, sind Schottky-Dioden eine gute Lösung.
Schottky-Diode - Aufbau
Der Aufbau der Schottky-Diode weicht von dem der Standarddiode ab. Bei letzterem wird ein p-n-Übergang verwendet, während Schottky-Dioden mit einem Metall-Halbleiter-Übergang hergestellt werden, der oft mit dem Symbol MS gekennzeichnet ist, aber auch der Begriff Barriereanschluss ist zu finden. In diesem Fall ist der Ladungsträger der Majoritätsträger, d.h. wenn zum Beispiel eine Diode zum Aufbau verwendet wird, sind dies die Elektronen neben der Metallschicht, die elektrisch neutral ist, des n-Halbleiters. Aufgrund ihres Designs haben Schottky-Dioden eine geringere elektrische Kapazität, was ihnen eine geringe Trägheit verleiht und es ihnen ermöglicht, in Systemen zu arbeiten, die mit einer sehr hohen Frequenz von Stromänderungen arbeiten. Natürlich haben Schottky-Dioden in Sperrrichtung wie bei gewöhnlichen Gleichrichterdioden keine Durchlassspannung.
Schottky-Dioden sind, wie die meisten anderen elektronischen Bauelemente, in Form von oberflächenmontierten (SMD) oder Durchgangslochelementen (THT) zu finden, es gibt aber auch Schraubdioden, die als Schraub-Schottky-Dioden bezeichnet werden. . Aus diesem Grund gibt es sie in vielen verschiedenen Gehäusen und sie können eine unterschiedliche Anzahl von Ausführungen aufweisen, was ihrem Zweck, aber auch der Struktur des für ihren Aufbau verwendeten Halbleiters entspricht. Es gibt Schalt- oder Gleichrichterdioden, und darunter Einzel-, Doppel- oder Dreifachdioden. Die letzten beiden Typen können mit einer gemeinsamen Anode oder Kathode in Lösung sein, aber ihre Integration kann auch in Reihenform erfolgen. Es gibt auch zwei- und dreifach unabhängige Dioden, also zwei oder drei einzelne Schottky-Dioden in einem Gehäuse, die nicht miteinander verbunden sind.
Schottky-Diode - Auswahl
Bei der Auswahl einer Schottky-Diode ist auf deren maximale Nennsperrspannung zu achten, die in Volt [V]. angegeben wird. Die Verwendung einer Diode zum Gleichrichten des Stroms mit einer Spannung, die höher als die maximale Sperrspannung des Bauteils ist, kann zu einem Durchschlag und irreversiblen Schäden sowie zu anderen zusammenwirkenden Bauteilen in einem bestimmten elektronischen System führen. Man sollte sich auch an den Parameter erinnern, der die maximale Durchlassspannung bestimmt. Sie bestimmt den maximalen Spannungsabfall, der am Diodenanschluss auftreten kann.
Bei der Auswahl einer Diode soll man an einen ausreichend hohen Durchlassstromwert denken, der in Ampere [A] oder bei leistungsschwachen Bauteilen in Milliampere [mA] angegeben wird. Wenn eine Diode einen höheren Strom als ihren Nenndurchlassstrom durchlässt, kann dies zu irreversiblen thermischen Schäden führen, die durch die zu hohe Leistung am Komponentenanschluss verursacht werden. Bei Schottky-Dioden gibt es auch einen Parameter namens maximaler Pulsstrom, der eine sehr kurze Zeit anhält und kein konstanter Strom ist, der durch die Diode fließt.
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