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一、肖特基二極管介紹:
SBD是肖特基勢壘二極管(SchottkyBarrierDiode,縮寫成SBD)的簡稱。SBD不是利用P型半導體與N型半導體接觸形成PN結(jié)原理制作的,而是利用金屬與半導體接觸形成的金屬-半導體結(jié)原理制作的。因此,SBD也稱為金屬-半導體(接觸)二極管或表面勢壘二極管,它是一種熱載流子二極管。
二、肖特基二極管作用:
肖特基(Schottky)二極管,又稱肖特基勢壘二極管(簡稱 SBD),它屬一種低功耗、超高速半導體器件。最顯著的特點為反向恢復時間極短(可以小到幾納秒),正向?qū)▔航祪H0.4V左右。其多用作高頻、低壓、大電流整流二極管、續(xù)流二極管、保護二極管,也有用在微波通信等電路中作整流二極管、小信號檢波二極管使用。在通信電源、變頻器等中比較常見。
一個典型的應用,是在雙極型晶體管 BJT 的開關電路里面,通過在 BJT 上連接 Shockley 二極管來箝位,使得晶體管在導通狀態(tài)時其實處于很接近截止狀態(tài),從而提高晶體管的開關速度。這種方法是 74LS,74ALS,74AS 等典型數(shù)字 IC 的 TTL內(nèi)部電路中使用的技術。
肖特基(Schottky)二極管的最大特點是正向壓降 VF 比較小。在同樣電流的情況下,它的正向壓降要小許多。另外它的恢復時間短。
三、肖特基二極管的特點:
1)由于肖特基勢壘高度低于PN結(jié)勢壘高度,故其正向?qū)ㄩT限電壓和正向壓降都比PN結(jié)二極管低(約低0.2V)。
2)由于SBD是一種多數(shù)載流子導電器件,不存在少數(shù)載流子壽命和反向恢復問題。SBD的反向恢復時間只是肖特基勢壘電容的充、放電時間,完全不同于PN結(jié)二極管的反向恢復時間。由于SBD的反向恢復電荷非常少,故開關速度非常快,開關損耗也特別小,尤其適合于高頻應用。
3)它屬一種低功耗、超高速半導體器件。最顯著的特點為反向恢復時間極短(可以小到幾納秒),正向?qū)▔航祪H0.4V左右。肖特基(Schottky)二極管的最大特點是正向壓降 VF 比較小。在同樣電流的情況下,它的正向壓降要小許多。另外它的恢復時間短。它也有一些缺點:耐壓比較低,漏電流較大。其多用作高頻、低壓、大電流整流二極管(比如開關電源次極整流二極管),續(xù)流二極管、保護二極管,也有用在微波通信等電路中作整流二極管、小信號檢波二極管使用。在通信電源、變頻器等中比較常見。
四、肖特基二極管應用:
它是一種低功耗、超高速半導體器件,廣泛應用于開關電源、變頻器、驅(qū)動器等電路,作高頻、低壓、大電流整流二極管、續(xù)流二極管、保護二極管使用,或在微波通信等電路中作整流二極管、小信號檢波二極管使用。
五、肖特基二極管工作原理:
肖特基二極管是貴金屬(金、銀、鋁、鉑等)A為正極,以N型半導體B為負極,利用二者接觸面上形成的勢壘具有整流特性而制成的金屬-半導體器件。因為N型半導體中存在著大量的電子,貴金屬中僅有極少量的自由電子,所以電子便從濃度高的B中向濃度低的A中擴散。顯然,金屬A中沒有空穴,也就不存在空穴自A向B的擴散運動。隨著電子不斷從B擴散到A,B表面電子濃度逐漸降低,表面電中性被破壞,于是就形成勢壘,其電場方向為B→A。但在該電場作用之下,A中的電子也會產(chǎn)生從A→B的漂移運動,從而消弱了由于擴散運動而形成的電場。當建立起一定寬度的空間電荷區(qū)后,電場引起的電子漂移運動和濃度不同引起的電子擴散運動達到相對的平衡,便形成了肖特基勢壘。
六、肖特基二極管的封裝:
肖特基二極管分為有引線和表面安裝(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(xù)流二極管或保護二極管使用。它有單管式和對管(雙二極管)式兩種封裝形式。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(lián)(一只二極管的正極接另一只二極管的負極)三種管腳引出方式。
采用表面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。
七、肖特基二極管的特點:
1. 肖特基二極管的正向壓降比快恢復二極管正向壓降低很多,所以自身功耗較小,效率高。
2.由于反向電荷恢復時間極短,所以適宜工作在高頻狀態(tài)下。
3.能耐受高浪涌電流。
4.以前的肖特基管反向耐壓一般在200V以下,但現(xiàn)在最新技術可以做到高達1000V的產(chǎn)品,市場應用前景十分廣闊。
八、肖特基二極管的參數(shù)
1、導通壓降VF
VF為二極管正向?qū)〞r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(jù)允許溫升折算出來的平均電流值。
4. 最大浪涌電流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,只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,而是反復加上的正反向電壓。因給整流器加的是交流電壓,它的最大值是規(guī)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復加上的峰值電壓,VR是連續(xù)加直流電壓時的值。用于直流電路,最大直流反向電壓對于確定允許值和上限值是很重要的。
7.最高工作頻率fM
由于PN結(jié)的結(jié)電容存在,當工作頻率超過某一值時,它的單向?qū)щ娦詫⒆儾?。肖特基二極管的fM值較高,最大可達100GHz。
8.反向恢復時間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,就是反向恢復時間。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(tài)時,此項指標至為重要。
9. 最大耗散功率P
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。具體講就是加在二極管兩端的電壓乘以流過的電流加上反向恢復損耗
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