原创 2015-01-19-06 肖特基二极管

2015-1-21 17:46 846 11 11 分类: 模拟 文集: 二极管--Analog-模拟电路

一:定义:

贵金属 和 N型半导体 相接触,利用二者接触面上 形成的势垒而制成的 金属-半导体器件 就是 肖特基二极管;

 

二:原理:

  利用  金属 与 半导体 接触  形成的 金属-半导体“结”;

 

三:评判(一段话表述)

     肖特基(Schottky)二极管 属于 一种低功耗、超高速半导体器件。最显著的特点:反向恢复时间极短(可以小到几纳秒),正向导通压降VF 比较小,仅0.4V左右。在同样电流的情况下,它的正向压降要小许多。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。

肖特基二极管 (Schottky Barrier Diode)是具有肖特基特性的"金属半导体结"的二极管。其正向起始电压较低。其金属层除材料外,还可以采用金、钼、镍、钛等材料。其半导体材料采用硅或砷化镓,多为N型半导体。这种器件是由多数载流子导电的,所以,其反向饱和电流较以少数载流子导电的PN结大得多。由于肖特基二极管中少数载流子的存贮效应甚微,所以其频率响仅为RC时间常数限制,因而,它是高频和快速开关的理想器件。其工作频率可达100GHz。并且,MIS(金属-绝缘体-半导体)肖特基二极管可以用来制作太阳能电池或发光二极管。

肖特基二极管存在的问题是耐压比较低,反向漏电流比较大。目前应用在功率变换电路中的肖特基二极管的大体水平是耐压在150V以下,平均电流在100A以下,反向恢复时间在10~40ns。肖特基二极管应用在高频低压电路中,是比较理想的。

 
 
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。
 
 
肖特基二极管1N5819正向电压降0.32V ,反向击穿电压40V ,正向平均可持续电流1A ,峰值电流25A 。在线路中的作用是负电压钳位保护、正电压过压保护,主要是负电压钳位吧。
 
IN4148用这里不好。用肖特级的原因就是正向压降低,开关频率高,反向电荷恢复时间短。
 
SS34
 
这个肖特基二极管的作用有两个:一是起开关电路输出续流作用,保持输出电流的连续性;二是起反向隔离作用,防止输出端的12V电压反向影响输入端。
 

三:解惑

疑问1:什么是 肖特基势垒?如何理解

解惑1: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N型半导体中向浓度低的贵金属中扩散。显然,金属A中没有空穴,也就不存在空穴自贵金属向N型半导体的扩散运动。随着电子不断从N型半导体扩散到贵金属,N型半导体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 N型半导体→贵金属。但在该电场作用之下,贵金属中的电子也会产生从 贵金属→N型半导体的漂移运动,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。    因此,“肖特基二极管” 也称为 “肖特基势垒二极管”。

 

疑问2:肖特基二极管属于 那种管芯结构?

解惑2:我个人认为 : 属于 面接触型二极管;

           比如:肖特基二极管1N5819 正向电压降0.32V +反向击穿电压40V +正向平均可持续电流1A+峰值电流25A ;  一目了然;

 

疑问3:肖特基二极管应用于哪些方面?

解惑3:适宜在低电压.大电流.高速的电路使用。

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。

 

疑问4:肖特基二极管的封装形式?

解惑4:

 

疑问5:肖特基二极管的优点?

解惑5: 低压差. 高速 。

肖特基二极管是低功耗,低导通电压,大电流,超高速器件,其反向恢复时间一般小于10 ns,正向导通压降仅0.4v左右,低压大电流续流电路,效率高

 

模电书里讲过啊,这个肖特基二极管的管压降越小越好,漏流也是越小越好。对提高开关电源效率有帮助。

 

疑问6:肖特基二极管的缺点?

解惑6: 耐压低;

 

疑问7:肖特基二极管 和 整流二极管的异同点?

解惑7:肖特基的势垒 与 整流二极管PN结  的整流作用原理,有根本性的差异。肖特基二极管的耐压程度只有40V左右,其特长是:开关速度非常快+反向恢复时间trr特别地短。因此,能制作  开关二极 + 低压大电流整流二极管 。.

综上所述,肖特基整流管的结构原理与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-半导体结“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。
 
疑问8:
解惑8:在肖特基二极管内部的金属(例如铅)和半导体(N型硅片)的接触面上,用已形成的肖特基势垒来阻挡反向电压。因此是否有这样的情况,肖特基势垒阻挡不了 大的反向电压; ---曹某人的推测;
 
疑问9: 肖特基二极管 和 常规二极管的区别?

肖特基二极管多用作高频、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。而普通二极管只能用在低频整流场合,耐压可以做得更高。

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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