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肖特基二極管知識1

時間:2019-08-06信息來源:深圳市AG亚游集团官方网站電子有限公司

肖特基二極管原理及結構 和其他的二極管比起來,肖特基二極管有什麽特別的呢? SBD不是利用P型半導體與N型半導體接觸形成PN結原理製作的,而是利用金屬與半導體接觸形成的金屬-半導體結原理製作的。因此,SBD也稱為金屬-半導體(接觸)二極管或表麵勢壘二極管,它是一種熱載流子二極管。 典型的肖特基整流管的內部電路結構是以N型半導體為基片,在上麵形成用砷作摻雜劑的N-外延層。陽極使用鉬或鋁等材料製成阻檔層。用二氧化矽(SiO2)來消除邊緣區域的電場,提高管子的耐壓值。N型基片具有很小的通態電阻,其摻雜濃度較H-層要高100%倍。在基片下麵產生N+陰極層,其功效是減少陰極的接觸電阻。通過調整結構參數,N型基片和陽極金屬之間便形成肖特基勢壘,如圖所示。當在肖特基勢壘兩端加上正向偏壓(陽極金屬接電源正極,N型基片接電源負極)時,肖特基勢壘層變窄,其內阻變小;反之,若在肖特基勢壘兩端加上反向偏壓時,肖特基勢壘層則變寬,其內阻變大。 肖特基整流管僅用一種載流子(電子)輸送電荷,在勢壘外側無過剩少數載流子的積累,因此,不存在電荷儲存問題(Qrr0),使開關特性獲得時顯改善。其反向恢複時間已能減少到12ns之內。但它的反方向擊穿電壓值較低,通常不超出去時150V。因此適宜在低壓、大電流情況下工作。利用其低壓降這特點,能提高低壓、大電流整流(或續流)電路的效率。 肖特基二極管的封裝 肖特基二極管分為有引線和表麵安裝(貼片式)兩種封裝形式。 采用有引線式封裝的肖特基二極管通常作為高頻大電流整流二極管、續流二極管或保護二極管使用。它有單管式和對管(雙二級管)式二種封裝類型。肖特基對管又有共陰(兩管的負極相連)、共陽(兩管的正極相連)和串聯(一隻二極管的正極接另一隻二極管的負極)三種管腳引出方式。 采用表麵封裝的肖特基二極管有單管型、雙管型和三管型等多種封裝形式,有A~19種管腳引出方式。 肖特基二極管的優勢 SBD的主要優點包括兩個方麵: 1.由於肖特基勢壘高度低於PN結勢壘高度,故其正向導通和正向壓降都比PN結二極管低(約低0.2V)。2.因為SBD是這種大部分載流子導電性元器件,找不到極少數載流子使用壽命和反向恢複難題。SBD的反向恢複時間隻是肖特基勢壘電容的充、放電時間,完全不同於PN結二極管的反向恢複時間。由於SBD的反向恢複電荷非常少,故開關速度非常快,開關損耗也特別小,尤其適合於高頻應用。 肖特基二極管的缺點 肖特基二極體最大的缺點是其反向偏壓較低及反向漏電流偏大,像使用矽及金屬為材料的肖特基二極管,其反向偏壓額定耐壓最高隻到 50V,而反向漏電流值為正溫度特性,容易隨著溫度升高而急遽變大,實務設計上需注意其熱失控的隱憂。為了避免上述的問題,肖特基二極體實際使用時的反向偏壓都會比其額定值小很多。當然,隨著工藝技術和肖特基二極管技術的進步,其反向偏壓的額定值也再提高。肖特基二極管的關鍵主要參數 肖特基二極管運用普遍,尤其電源變壓器之中。在不同的應用中,需要考慮不同的因素,而且,不同的器件在性能上也有差別,因此,在選用肖特基二極管時,下麵這些參數需要綜合考慮。 1、導通壓降VF VF為二極管正向導通時二極管兩端的壓降,當通過二極管的電流越大,VF越大;當二極管溫度越高時,VF越小。 2、反向飽和漏電流IR IR指在二極管兩端加入反向電壓時,流過二極管的電流,肖特基二極管反向漏電流較大,選擇肖特基二極管是盡量選擇IR較小的二極管。 3、額定電流IF 指二極管長期運行時,根據允許溫升折算出來的平均電流值。 4. 最大浪湧電流IFSM 允許流過的過量的正向電流。它不是正常電流,而是瞬間電流,這個值相當大。 5.最大反向峰值電壓VRM 即使沒有反向電流,隻要不斷地提高反向電壓,遲早會使二極管損壞。這種能加上的反向電壓,不是瞬時電壓,而是反複加上的正反向電壓。因給整流器加的是交流電壓,它的最大值是規定的重要因子。最大反向峰值電壓VRM指為避免擊穿所能加的最大反向電壓。目前肖特基最高的VRM值為150V 6. 最大直流反向電壓VR 上述最大反向峰值電壓是反複加上的峰值電壓,VR是連續加直流電壓時的值。用以直流電路,較大直流電反方向工作電壓針對明確控製值和上限製值是很關鍵的. 7、最大輸出功率fM 因為PN結的結電容存有,當輸出功率超出某個值時,它的單邊導電率將越差。肖特基二極管的fM值較高,最大可達100GHz 8.反向恢複時間Trr 當工作電壓從正向電壓變成反向電壓時,二極管工作的理想情況是電流能瞬時截止。實際上,一般要延遲一點點時間。決定電流截止延時的量,就是反向恢複時間。雖然它直接影響二極管的開關速度,但不一定說這個值小就好。也即當二極管由導通突然反向時,反向電流由很大衰減到接近IR時所需要的時間。大功率開關管工作在高頻開關狀態時,此項指標至為重要。 9. 最大耗散功率二極管中有電流流過,就會吸熱,而使自身溫度升高。在實際中外部散熱狀況對P也是影響很大。實際講就是說加進二級管兩邊的工作電壓乘於

穿過的電流量再加反向恢複耗損。

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