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Von Gleichrichterdioden über Demodulatoren bis zu Schutzdioden, die Einsatzmöglichkeiten von Schottky-Dioden sind vielfältig. Was die unterschiedlichen Einsatzbereiche der Dioden mit Metall-Halbleiter-Übergang sind und welche Aspekte Sie bei deren Kauf beachten sollten, erfahren Sie in unserem Expertenwissen.

Wissenswertes rund um Schottky-Dioden

Was ist eine Schottky-Diode?

Die Schottky-Diode ist eine Diode mit Metall-Halbleiter-Übergang, die aufgrund ihres Aufbaus bestimmte Vorteile besitzt: Genauso wie Dioden mit pn-Übergang beziehungsweise Halbleiter-Halbleiter-Übergang verfügen Schottky-Dioden über eine sperrende Funktion, die durch eine erzeugte Potentialbarriere, auch Schottky-Barriere genannt, erzielt wird. Anders als bei pn-Dioden hat die Schottky-Diode einige weitere Vorzüge: Sie weist durch die verwendeten Materialien einen geringen Durchlassspannungsabfall, eine minimale Verlustleistung und kurze Sperrverzögerungszeiten auf. Diese liegen bei guten Dioden im Bereich von einigen Nanosekunden. Dazu können sie, wie ihre Pendants auch, als Gleichrichter eingesetzt werden. Benannt sind der Effekt und die Diode übrigens nach dem Physiker Walter Schottky, wobei das Bauelement auch unter dem Namen Hot-Carrier geführt wird.

Wie funktionieren die Dioden?

Die Schottky-Dioden funktionieren genauso wie normale Halbleiter-Halbleiter-Dioden, wobei ein Halbleiter durch ein Metall ersetzt wird: Durch den Metall-Halbleiter-Kontakt entsteht eine Raumladungszone, die den Strom ab einer gewissen Spannung in Durchlassrichtung fließen lässt, gleichzeitig jedoch in die entgegengesetzte Sperrrichtung stoppt.

Die Materialien setzen sich aus einer (Edel-) Metallschicht wie etwa Chrom oder Platin und einer n-dotierten Halbleiterschicht zusammen, wobei der Halbleiter zumeist aus Silicium, für größere Sperrspannungen auch aus einer Siliciumverbindung oder Galliumarsenid besteht. Die Durchlass- oder Sperrrichtung wird durch die jeweilige Schaltung der Anode mit der Metallschicht und Kathode mit der n-dotierten Schicht und der Ladung mit Elektronen bestimmt.

Bei Dioden mit gläsernen Gehäusen lassen sich die unterschiedlichen Materialien erkennen, die Seite der Kathode ist mit einem schwarzen Strich markiert.

Wo liegen die Einsatzbereiche der Diode mit Metall-Halbleiter-Übergang?

Gerade durch die schnelle Schaltung und die kurze Verzögerungszeit finden die Dioden mit Metall-Halbleiter-Übergang eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten. So sind sie beispielsweise besser als pn-Dioden für hochfrequente Anwendungen etwa im Mikrowellenbereich geeignet. Hier können sie als Schaltdioden oder als Gleichrichter eingesetzt werden. Durch den geringen Spannungsabfall können die elektrischen Bauteile auch als Schutzelement für Transistoren verbaut werden. Als letztes können sie in jedem Bereich verwendet werden, in dem eine Sicherung vor rückfließendem Strom oder eine Stromregulierung notwendig ist. Das kann sowohl bei Lade- als auch Netzgeräten der Fall sein. Gerade letztere zeigen, dass die Schottky-Dioden in fast jedem Gerät eine Verwendung finden.

Was sind die relevanten Kaufkriterien?

Das Angebot von Conrad besteht aus einer großen Vielzahl unterschiedlicher Schottky-Bauelemente, die Ihnen für jedes Problem die passende Lösung bietet. Bei der Auswahl des jeweiligen Bauteils sollten Sie die folgenden Kriterien beachten:

  • Durchlass-/Sperrspannung und Sperrstrom: Die wichtigsten Überlegungen betreffen natürlich leistungsbezogene Daten. Die Fragen, wie hoch die Durchlassspannung ist beziehungsweise welche Spannung die Schottky-Komponente sperren kann, bevor sie beschädigt wird, sind hier elementar. Die Durchlassspannung muss so gewählt werden, dass überhaupt Strom fließen kann. Bei der Sperrspannung hingegen muss darauf geachtet werden, dass die Diode die anfallenden Spannungen auch bewältigen kann, ohne dass die Durchbruchspannung überschritten wird. Sobald die Durchbruchspannung einen bestimmten Wert übersteigt, erhöht sich der Sperrstrom und zerstört das Bauelement. Die Kennzahl des Sperrstroms gibt an, wie viel Strom durch die Diode fließt, wenn sie in Sperrrichtung betrieben wird. Ist dieser zu hoch, kommt es zu Beschädigungen. Die Daten dazu sind unterschiedlich und können den Angaben auf der Packung entnommen werden.
  • Gehäuse: Das Gehäuse ist wichtig, um es in erster Linie vor Umwelteinflüssen zu schützen, aber auch eine ausreichende Wärmeregulierung und eine fachgerechte Anbringung zu gewährleisten. Auch wenn es international noch keine einheitliche Norm für die Gehäuse gibt und einzelne Hersteller eigene Gehäuseformen benutzen, gibt es einige Standards: Einer der bei Dioden am weitesten verbreiteten ist das DO-Format. DO steht für diode outline und beschreibt ein Gehäuse in Form eines Zylinders, an dessen Enden sich Anode und Kathode befinden. Mit diesem lässt sich die Diode genau und platzsparend anbringen. Von der Wahl des Gehäuses hängt auch die Anordnung der Anschlüsse ab, die wiederum Einflüsse auf die Konfiguration des elektrischen Bausteins haben.
  • Konfiguration: Die Konfiguration beziehungsweise die Anordnung von Anschlüssen ist besonders bei Dioden-Arrays wichtig. Hier sollte vor allem darauf geachtet werden, ob die Anschlüsse auch mit den späteren Einsatzmöglichkeiten übereinstimmen und ob die richtige Anzahl an Anschlüssen vorhanden ist. Besondere Aufmerksamkeit muss hier auch auf die Anordnung und Anzahl von Anode(n) und Kathode(n) gelegt werden, damit die Dioden später auch in passender Richtung eingebaut werden können.

Schottky-Dioden bieten nicht nur eine Vielzahl an Einsatzmöglichkeiten, sondern können mit unterschiedlichen Leistungsvarianten auch flexibel an verschiedene Herausforderungen angepasst werden. Die Verwendungsmöglichkeiten werden noch erweitert durch die verschiedenen Gehäuse und Konfigurationen, mit denen auch speziellere Anwendungen bedient werden können. Mit den hier beschriebenen Kaufkriterien finden Sie in unserem Online-Shop die richtige Diode für die Lösung aller anstehenden Aufgaben.

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