Transistor Schottky - Schottky transistor
Un transistor Schottky es una combinación de un transistor y un diodo Schottky que evita que el transistor se sature al desviar la corriente de entrada excesiva. También se le llama transistor de sujeción Schottky .
Mecanismo
La lógica estándar de transistor-transistor (TTL) utiliza transistores como interruptores saturados . Un transistor saturado está encendido, lo que significa que tiene mucha más unidad base de la que necesita para la corriente del colector que está consumiendo. La unidad de base adicional crea una carga almacenada en la base del transistor. La carga almacenada causa problemas cuando es necesario cambiar el transistor de encendido a apagado: mientras la carga está presente, el transistor está encendido; toda la carga debe eliminarse antes de que el transistor se apague. Eliminar la carga lleva tiempo (llamado tiempo de almacenamiento), por lo que el resultado de la saturación es un retraso entre la entrada de apagado aplicada en la base y la oscilación de voltaje en el colector. El tiempo de almacenamiento representa una parte significativa del retardo de propagación en la familia lógica TTL original .
El tiempo de almacenamiento se puede eliminar y el retardo de propagación se puede reducir evitando que los transistores de conmutación se saturen. Los transistores Schottky evitan la saturación y la carga base almacenada. Un transistor Schottky coloca un diodo Schottky entre la base y el colector del transistor. A medida que el transistor se acerca a la saturación, el diodo Schottky conduce y deriva cualquier unidad base sobrante al colector. (Esta técnica para evitar la saturación se utiliza en la pinza Baker de 1956 ). Los transistores resultantes, que no se saturan, son transistores Schottky. Las familias lógicas Schottky TTL (como S y LS) utilizan transistores Schottky en lugares críticos.
Operación
Cuando está polarizado hacia adelante, la caída de voltaje de un diodo Schottky es mucho menor que la de un diodo de silicio estándar, 0.25 V versus 0.6 V. En un transistor saturado estándar, el voltaje de base a colector es 0.6 V. En un transistor Schottky, el diodo Schottky se desvía corriente desde la base al colector antes de que el transistor entre en saturación.
La corriente de entrada que impulsa la base del transistor ve dos rutas, una ruta hacia la base y la otra ruta a través del diodo Schottky y hacia el colector. Cuando el transistor conduce, habrá alrededor de 0.6 V a través de su unión base-emisor. Normalmente, el voltaje del colector será más alto que el voltaje base y el diodo Schottky tendrá polarización inversa. Si se aumenta la corriente de entrada, entonces el voltaje del colector cae por debajo del voltaje base y el diodo Schottky comienza a conducir y derivar parte de la corriente de impulsión base al colector. El transistor está diseñado para que su voltaje de saturación del colector ( V CE (sat) ) sea menor que el voltaje base-emisor V BE (aproximadamente 0.6 V) menos la caída de voltaje directo del diodo Schottky (aproximadamente 0.2 V). En consecuencia, el exceso de corriente de entrada se deriva de la base y el transistor nunca entra en saturación.
Historia
En 1956, Richard Baker describió algunos circuitos de abrazadera de diodos discretos para evitar que los transistores se saturaran. Los circuitos ahora se conocen como pinzas Baker . Uno de esos circuitos de abrazadera usaba un solo diodo de germanio para sujetar un transistor de silicio en una configuración de circuito que es la misma que la del transistor Schottky. El circuito se basaba en que el diodo de germanio tenía una caída de voltaje directa más baja que la que tendría un diodo de silicio.
En 1964, James R. Biard presentó una patente para el transistor Schottky. En su patente, el diodo Schottky evitaba que el transistor se saturara minimizando la polarización directa en la unión del transistor colector-base, reduciendo así la inyección de portadora minoritaria a una cantidad insignificante. El diodo también se podía integrar en el mismo dado, tenía un diseño compacto, no tenía almacenamiento de carga de portadora minoritaria y era más rápido que un diodo de unión convencional. Su patente también mostró cómo el transistor Schottky podría usarse en circuitos DTL y mejorar la velocidad de conmutación de diseños lógicos saturados, como el Schottky-TTL, a bajo costo.