Šotki dioda ili šotkijeva dioda, je posebna vrsta diode koja ima veoma kratko vreme uključivanja i isključivanja (tipično 100ps), kao i znatno niži prag provođenja nego kod običnih silicijumskih dioda.
Istorijat
Nemački naučnik Valter Šotki (Walter H. Schottky) je pronašao Šotkijev efekt, koji je omogućio izradu Šotki diode i kasnije tranzistora. Logička kola izrađena sa Šotki tehnologijom koriste više snage od običnog TTL kola ali rade brže.
Logička kola sa Šotki tehnologijom:
- Schottky (S) originalna Šotki serija kola.
- Low power Schottky (LS) serija kola, potrošnja je smanjena i brzina povećana.
- Advanced Low power Schottky (ALS) dalja poboljšanja, smanjena potrošnja, povećana brzina.
- Fast Schottky (F) povećana brzina i potrošnja.
Izrada
Kao materijal za proizvodnju Šotki diode pogodno je koristiti silicijum (Si) i galijum arsenid (GaAs), kao i metale poput zlata, srebra, platine, paladijum, i volframa.
Izrađuju se tako što se direktno na poluprovodnik N vrste nanosi metal. Elektroni iz poluprovodnika prelaze u metal zbog difuzije, pa se u poluprovodniku obrazuje prostorno naelektrisanje u kojem se nalaze nekompenzovani pozitivni joni. Ovo prostorno naelektrisanje postoji praktično samo u poluprovodniku, pa je električno polje manje nego u normalnom PN-spoju. Elektroni mogu da prelaze iz poluprovodnika u metal, jer je energija elektrona u metalu manja, ali obrnuto ne mogu.
Na ovaj način se dobije usmerački spoj između poluprovodnika i metala, a takođe i priključak za anodu. Drugi kontakt se dobije tako što se naknadno obrazuje oblast sa velikom koncentracijom N+ primesa, pa se dobije N+ oblast, koja je slična provodniku. Na N+ oblast se nanosi metal sa kojim se obrazuje neusmerački kontakt, koji čini katodu diode.
Kod Šotki dioda nema prelaza šupljina iz P u N oblast, kao ni elektrona iz N u P oblast, pa ne postoji difuzna kapacitivnost spoja. Vreme uključivanja i isključivanja je veoma kratko i iznosi tipično 100ps.
Simbol Šotki diode
Karakteristike
Prag provođenja Šotki diode je manji nego kod običnih silicijumskih dioda jer je potencijalna barijera manja. Prag provođenja može se menjati promenom gustine primesa u poluprovodniku. Što je veća koncentracija primesa, niži je inverzni napon i niži je prag provođenja, skoro jednak nuli, ali je relativno velika i inverzna struja.
Kako su ove diode bazirane na spoju poluprovodnika i metala (umesto spoja dva poluprovodnika). Karakteriše ih manji pad napona kod direktne polarizacije u odnosu na standardne PN diode (0.15V-0.45V), kao i mnogo manja kapacitivnost PN spoja.
Gde se koristi
Ove diode se koriste za spojna kola kao i za prevenciju saturacije kod tranzistora. Koriste se i za ispravljače sa malim gubicima. Zbog manje kapacitivnosti PN spoja imaju primenu i u RF kolima. Nedostatak ovakve strukture je to što se ne mogu realizovati komponente sa velikim inverznim probojnim naponom.
Šotki diode se upotrebljavaju u veoma brzim prekidačkim kolima. Šotki diode sa velikom koncentracijom primesa se koriste u oblasti mikrotalasa (10 GHz). Postoji posebna vrsta usmeračkih Šotki dioda za struju do nekoliko desetina ampera (na primer BYS76 firme Siemens za struju do 75 A), koje se upotrebljavaju u brzim usmeračkim kolima ili kod impulsnih regulatora napona.
