쇼트키 다이오드 (Schottky Diode)
한 줄 정의: 금속과 n형 반도체의 접합에서 형성되는 정류 특성을 이용한 다이오드로, 낮은 순방향 전압강하와 빠른 스위칭 속도가 특징인 소자입니다.
쉽게 풀면
쇼트키 다이오드는 반도체끼리가 아니라 금속과 반도체를 붙여서 만든 다이오드입니다. 일반 PN 접합 다이오드보다 전류가 흐르기 시작하는 문턱이 낮아서 전압 손실이 적고, 켜고 끄는 속도도 더 빠릅니다. 비유하자면 반응 속도가 빠른 스위치라고 볼 수 있습니다. 그래서 고속 스위칭이나 효율이 중요한 회로에 자주 쓰입니다.
왜 중요한가
전력변환 효율을 높이려는 전력전자 분야에서 순방향 전압강하가 낮고 스위칭 손실이 적은 쇼트키 다이오드는 정류 소자로서 중요하게 다뤄집니다. 고주파 회로와 정류기 설계 논문에서 손실 감소, 열 관리 등의 주제와 함께 자주 등장합니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"The Schottky diode exhibited a significantly lower forward voltage drop compared to the conventional PN diode."
기존 PN 다이오드에 비해 쇼트키 다이오드의 순방향 전압강하가 상당히 낮았다는 실험 결과입니다.
"Silicon carbide Schottky diodes were adopted in the converter to reduce reverse recovery losses."
역회복 손실을 줄이기 위해 컨버터에 실리콘카바이드 쇼트키 다이오드를 채택했다는 내용입니다.
조금 더 깊게 보면
쇼트키 다이오드는 금속-반도체 접합에서 발생하는 쇼트키 장벽을 이용해 정류 작용을 합니다. 다수캐리어만 전도에 관여하는 구조이기 때문에 PN 접합에서 나타나는 소수캐리어 저장 효과가 거의 없어 역회복 시간이 매우 짧습니다. 다만 역방향 누설전류가 PN 접합 다이오드보다 상대적으로 큰 경향이 있어 이를 감안한 설계가 필요합니다.
주의할 점
쇼트키 다이오드는 통상 낮은 역방향 내전압 특성을 가지는 경우가 많아, 고내압이 요구되는 용도에는 재질과 구조 선택에 주의가 필요합니다. 또한 PN 접합 다이오드와 동작 원리가 다르므로 단순 대체가 항상 가능한 것은 아닙니다.