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肖特基二极管的介绍和作用
发布日期:2018-09-10 11:04:41

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一、肖特基二极管介绍:

SBD是肖特基势垒二极管(SchottkyBarrierDiode,缩写成SBD)的简称。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。

 

二、肖特基二极管作用:

肖特基(Schottky)二极管,又称肖特基势垒二极管(简称 SBD),它属一种低功耗、超高速半导体器件。最显著的特点为反向恢复时间极短(可以小到几纳秒),正向导通压降仅0.4V左右。其多用作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管,也有用在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。在通信电源、变频器等中比较常见。

一个典型的应用,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。

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三、肖特基二极管的特点:

1)由于肖特基势垒高度低于PN结势垒高度,故其正向导通门限电压和正向压降都比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。

3)它属一种低功耗、超高速半导体器件。最显著的特点为反向恢复时间极短(可以小到几纳秒),正向导通压降仅0.4V左右。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,漏电流较大。其多用作高频、低压、大电流整流二极管(比如开关电源次极整流二极管),续流二极管、保护二极管,也有用在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。在通信电源、变频器等中比较常见。

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四、肖特基二极管应用:

  它是一种低功耗、超高速半导体器件,广泛应用于开关电源、变频器、驱动器等电路,作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管使用,或在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。

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五、肖特基二极管工作原理:

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。

六、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。

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七、肖特基二极管的特点:

1. 肖特基二极管的正向压降比快恢复二极管正向压降低很多,所以自身功耗较小,效率高。

2.由于反向电荷恢复时间极短,所以适宜工作在高频状态下。

3.能耐受高浪涌电流。

4.以前的肖特基管反向耐压一般在200V以下,但现在最新技术可以做到高达1000V的产品,市场应用前景十分广阔。

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八、肖特基二极管的参数

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。

3、额定电流IF

指二极管长期运行时,根据允许温升折算出来的平均电流值。

4. 最大浪涌电流IFSM

允许流过的过量的正向电流。它不是正常电流,而是瞬间电流,这个值相当大。

5.最大反向峰值电压VRM

即使没有反向电流,只要不断地提高反向电压,迟早会使二极管损坏。这种能加上的反向电压,不是瞬时电压,而是反复加上的正反向电压。因给整流器加的是交流电压,它的最大值是规定的重要因子。最大反向峰值电压VRM指为避免击穿所能加的最大反向电压。目前肖特基最高的VRM值为150V。

6. 最大直流反向电压VR

上述最大反向峰值电压是反复加上的峰值电压,VR是连续加直流电压时的值。用于直流电路,最大直流反向电压对于确定允许值和上限值是很重要的。

7.最高工作频率fM

由于PN结的结电容存在,当工作频率超过某一值时,它的单向导电性将变差。肖特基二极管的fM值较高,最大可达100GHz。

8.反向恢复时间Trr

当工作电压从正向电压变成反向电压时,二极管工作的理想情况是电流能瞬时截止。实际上,一般要延迟一点点时间。决定电流截止延时的量,就是反向恢复时间。虽然它直接影响二极管的开关速度,但不一定说这个值小就好。也即当二极管由导通突然反向时,反向电流由很大衰减到接近IR时所需要的时间。大功率开关管工作在高频开关状态时,此项指标至为重要。

9. 最大耗散功率P

二极管中有电流流过,就会吸热,而使自身温度升高。在实际中外部散热状况对P也是影响很大。具体讲就是加在二极管两端的电压乘以流过的电流加上反向恢复损耗

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