江苏龙网

  1. 首页 > 人文 > >

「云汉芯城ICkey」肖特基二极管原理及结构

肖特基二极管是以其发明人肖特基博士（Schottky）命名的 ， 是肖特基势垒二极管（SchottkyBarrierDiode,缩写成SBD）的简称 。
「云汉芯城ICkey」肖特基二极管原理及结构
文章图片
肖特基二极管原理及结构
和其他的二极管比起来 ， 肖特基二极管有什么特别的呢？
SBD不是利用P型半导体与N型半导体接触形成PN结原理制作的 ， 而是利用金属与半导体接触形成的金属-半导体结原理制作的 。 因此 ， SBD也称为金属-半导体（接触）二极管或表面势垒二极管 ， 它是一种热载流子二极管 。
典型的肖特基整流管的内部电路结构是以N型半导体为基片 ， 在上面形成用砷作掺杂剂的N-外延层 。 阳极使用钼或铝等材料制成阻档层 。 用二氧化硅（SiO2）来消除边缘区域的电场 ， 提高管子的耐压值 。 N型基片具有很小的通态电阻 ， 其掺杂浓度较H-层要高100%倍 。 在基片下边形成N+阴极层 ， 其作用是减小阴极的接触电阻 。 通过调整结构参数 ， N型基片和阳极金属之间便形成肖特基势垒 ， 如图所示 。 当在肖特基势垒两端加上正向偏压（阳极金属接电源正极 ， N型基片接电源负极）时 ， 肖特基势垒层变窄 ， 其内阻变小；反之 ， 若在肖特基势垒两端加上反向偏压时 ， 肖特基势垒层则变宽 ， 其内阻变大 。
肖特基整流管仅用一种载流子（电子）输送电荷 ， 在势垒外侧无过剩少数载流子的积累 ， 因此 ， 不存在电荷储存问题（Qrr→0） ， 使开关特性获得时显改善 。 其反向恢复时间已能缩短到10ns以内 。 但它的反向耐压值较低 ， 一般不超过去时100V 。 因此适宜在低压、大电流情况下工作 。 利用其低压降这特点 ， 能提高低压、大电流整流（或续流）电路的效率 。
肖特基二极管的封装
肖特基二极管分为有引线和表面安装（贴片式）两种封装形式 。 采用有引线式封装的肖特基二极管通常作为高频大电流整流二极管、续流二极管或保护二极管使用 。 它有单管式和对管（双二极管）式两种封装形式 。 肖特基对管又有共阴（两管的负极相连）、共阳（两管的正极相连）和串联（一只二极管的正极接另一只二极管的负极）三种管脚引出方式 。
采用表面封装的肖特基二极管有单管型、双管型和三管型等多种封装形式 ， 有A~19种管脚引出方式 。
肖特基二极管的优势
SBD的主要优点包括两个方面：
1）由于肖特基势垒高度低于PN结势垒高度 ， 故其正向导通和正向压降都比PN结二极管低（约低0.2V） 。
2）由于SBD是一种多数载流子导电器件 ， 不存在少数载流子寿命和反向恢复问题 。 SBD的反向恢复时间只是肖特基势垒电容的充、放电时间 ， 完全不同于PN结二极管的反向恢复时间 。 由于SBD的反向恢复电荷非常少 ， 故开关速度非常快 ， 开关损耗也特别小 ， 尤其适合于高频应用 。
肖特基二极管的缺点
肖特基二极体最大的缺点是其反向偏压较低及反向漏电流偏大 ， 像使用硅及金属为材料的肖特基二极管 ， 其反向偏压额定耐压最高只到50V ， 而反向漏电流值为正温度特性 ， 容易随着温度升高而急遽变大 ， 实务设计上需注意其热失控的隐忧 。 为了避免上述的问题 ， 肖特基二极体实际使用时的反向偏压都会比其额定值小很多 。 当然 ， 随着工艺技术和肖特基二极管技术的进步 ， 其反向偏压的额定值也再提高 。
肖特基二极管的重要参数
肖特基二极管应用广泛 ， 特别是在开关电源当中 。 在不同的应用中 ， 需要考虑不同的因素 ， 而且 ， 不同的器件在性能上也有差别 ， 因此 ， 在选用肖特基二极管时 ， 下面这些参数需要综合考虑 。
1、导通压降VF
VF为二极管正向导通时二极管两端的压降 ， 当通过二极管的电流越大 ， VF越大；当二极管温度越高时 ， VF越小 。
2、反向饱和漏电流IR
IR指在二极管两端加入反向电压时 ， 流过二极管的电流 ， 肖特基二极管反向漏电流较大 ， 选择肖特基二极管是尽量选择IR较小的二极管 。


推荐阅读


上一篇：济南日报▲西班牙：玩一小时

下一篇：「央视体育微博」欧足联：拨款2.365亿欧元协助55个成员应对疫情