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浅析肖特基二极管的性能和基本工作原理
2015年9月11日 16:28  中国网  

    G3商讯:肖特基二极管(SBD)是肖特基势垒二极管(SchottkyBarrierDiode,缩写成SBD)的简称,是以其发明人肖特基博士(Schottky)命名的半导体器件。肖特基二极管是低功耗、大电流、超高速半导体器件,它不是利用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。

    据G3综合报道:肖特基二极管的反向恢复时间极短(可以小到几纳秒),正向导通压降仅0.4V左右,而整流电流却可达到几千毫安。这些优良特性是快恢复二极管所无法比拟的。中、小功率肖特基整流二极管大多采用封装形式。

    肖特基二极管是贵金属(金、银、铝、铂等)A为正极,以N型半导体B为负极,利用二者接触面上形成的势垒具有整流特性而制成的金属-半导体器件。因为N型半导体中存在着大量的电子,贵金属中仅有极少量的自由电子,所以电子便从浓度高的B中向浓度低的A中扩散。显然,金属A中没有空穴,也就不存在空穴自A向B的扩散运动。随着电子不断从B扩散到A,B表面电子浓度逐渐降低,表面电中性被破坏,于是就形成势垒,其电场方向为B→A。但在该电场作用之下,A中的电子也会产生从A→B的漂移运动,从而消弱了由于扩散运动而形成的电场。当建立起一定宽度的空间电荷区后,电场引起的电子漂移运动和浓度不同引起的电子扩散运动达到相对的平衡,便形成了肖特基势垒。

    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。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。

    综上所述,肖特基整流管的基本结构原理与PN结整流管有很大的区别通常将PN结整流管称作结整流管,而把金属-半导管整流管叫作肖特基整流管,采用硅平面工艺制造的铝硅肖特基二极管也已问世,这不仅可节省贵金属,大幅度降低成本,还改善了参数的一致性。

    肖特基二极管的功能着重体现是在双极型晶体管BJT的开关电路里面,通过在BJT上连接Shockley二极管来箝位,使得晶体管在导通状态时其实处于很接近截止状态,从而提高晶体管的开关速度。这种方法是74LS,74ALS,74AS等典型数字IC的TTL内部电路中使用的技术。

    肖特基(Schottky)二极管的最大特点是正向压降VF比较小。在同样电流的情况下,它的正向压降要小许多。另外它的恢复时间短。它也有一些缺点:耐压比较低,漏电流稍大些。选用时要全面考虑。深圳市银联宝电子科技有限公司是一家专业经营电子产品企业,代理和销售品牌有:肖特基二极管(耐压相对较高、无漏电)、SANYOsifirstAsahikaseihi-semicin PFC SDC 等。经营品种有:电源管理IC,马达驱动IC,砷化镓霍尔元件,锑化铟霍尔元件,双极型霍尔IC,光电器件,莫斯管等。

编 辑:初夏
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