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 lo denomina transistor Schottky-clamped .
La lógica transistor-transistor estándar (TTL) utiliza transistores como interruptores saturados . Un transistor saturado se activa con fuerza, lo que significa que tiene mucho más impulso de base del que necesita para la corriente de colector que está consumiendo. El impulso de base adicional crea una carga almacenada en la base del transistor. La carga almacenada causa problemas cuando el transistor necesita cambiar 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 retraso de propagación en la familia de 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 de base almacenada. [1] 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 desvía cualquier exceso de excitación de base al colector. (Esta técnica de evitación de la saturación se utiliza en la pinza Baker de 1956 ). Los transistores resultantes, que no se saturan, son transistores Schottky. Las familias de lógica TTL Schottky (como S y LS) utilizan transistores Schottky en lugares críticos.
Cuando está polarizado directamente, la caída de tensión de 0,25 V de un diodo Schottky es mucho menor que la de 0,6 V de un diodo de silicio estándar. En un transistor saturado estándar, la tensión de base a colector es de 0,6 V. En un transistor Schottky, el diodo Schottky desvía la corriente desde la base al colector antes de que el transistor entre en saturación.
La corriente de entrada que impulsa la base del transistor sigue dos caminos: un camino hacia la base y el otro camino a través del diodo Schottky y hacia el colector. Cuando el transistor conduce, habrá aproximadamente 0,6 V a través de su unión base-emisor. Normalmente, el voltaje del colector será mayor que el voltaje de la base y el diodo Schottky estará polarizado en forma inversa. Si se aumenta la corriente de entrada, entonces el voltaje del colector cae por debajo del voltaje de la base y el diodo Schottky comienza a conducir y deriva parte de la corriente de excitación de la base hacia el colector. El transistor está diseñado de modo 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 directa del diodo Schottky (aproximadamente 0,2 V). En consecuencia, el exceso de corriente de entrada se desvía de la base y el transistor nunca entra en saturación.
En 1956, Richard Baker describió algunos circuitos de fijación de diodos discretos para evitar que los transistores se saturen. [2] Los circuitos ahora se conocen como pinzas Baker . Uno de esos circuitos de fijación usaba un solo diodo de germanio para fijar un transistor de silicio en una configuración de circuito que es la misma que la del transistor Schottky. [2] : 11, 30 El circuito se basaba en que el diodo de germanio tuviera una caída de tensión directa menor que la que tendría un diodo de silicio.
En 1964, James R. Biard presentó una patente para el transistor Schottky. [3] En su patente, el diodo Schottky impedía que el transistor se saturara al minimizar la polarización directa en la unión colector-base del transistor, reduciendo así la inyección de portadores minoritarios a una cantidad insignificante. El diodo también podía integrarse en el mismo chip, tenía un diseño compacto, no tenía almacenamiento de carga de portadores minoritarios y era más rápido que un diodo de unión convencional. Su patente también mostraba cómo el transistor Schottky podía usarse en circuitos DTL y mejorar la velocidad de conmutación de diseños lógicos saturados, como el Schottky-TTL, a bajo costo.
En 1971, Texas Instruments presentó la familia de circuitos lógicos TTL 74S con diodos Schottky. Más tarde, también se incluyó en las familias de circuitos lógicos TTL 74LS, 74AS, 74ALS y 74F.
