原创 肖特基二极管有什么特别之处？

二极管有若干种不同的形状和特点，从微小型玻璃封装齐纳二极管到大型整流二极管PUK模块。肖特基二极管在这一范围中处于中间位置。那么肖特基有什么特别之处呢？

一般来说，二极管可具备许多常见的参数，因此，作为参考，我们可以将肖特基二极管与“标准”二极管进行比较，也就是极其常见的硅P-N结整流二极管；如1N400x。

肖特基二极管因其独特的结构而得名。正是这种结构赋予了它独特的特能。

肖特基二极管的结构与硅P-N结二极管有所不同。肖特基二极管使用的是键合到N型掺杂材料中的单层薄金属，而不是双层掺杂半导体材料。这种金属与N型半导体层叠的组合也称为M-S结（金属-半导体结），而这两种材料的会聚则称为肖特基势垒，二者皆以华特‧H‧肖特基（Walter H. Schottky）的名字来命名。

这种金属可以是贵金属中的任何一种（如铂、钨、金等），具体取决于厂商的绝密配方。

肖特基势垒具有一些独特的特性，使该二极管成为某些应用的理想之选。与P-N结相比，M-S结产生的电子耗尽区更窄。

这使得肖特基二极管具有以下优点：

• 低正向电压
  • 正向偏压时，肖特基二极管只需0.3-0.4 伏即可开始导通，而P-N结则需要0.6-0.7伏。这在必须节能的应用中非常有益，如电池驱动和太阳能电池应用。
  • 借助低正向电压的优势，肖特基二极管可以有效地保护敏感器件不受过电压的影响。
• 高速开关
  • 这种窄耗尽区非常适合高速开关应用，在该应用中，二极管需要在正向和反向偏压之间快速导通和断开。这种特性很适合降压升压转换器等开关电源。
• 低噪声
  • 窄耗尽区可形成低电容二极管。这意味着，与P-N结二极管相比，肖特基二极管可避免嗡嗡声和其他电容噪声，因此成为RF电路的首选。
• 性能优势
  • 与类似规格的P-N结二极管相比，肖特基二极管在高功率应用中的功耗更低且散热效率更高。

另一方面，窄耗尽区也有缺点：

• 漏电流
  • 并非每个二极管都是完美无缺的，在反向偏压时，二极管可能会出现漏电流的情况。与P-N结二极管相比，肖特基二极管的耗尽区较窄，因此容易产生高漏电流。
• 反向电压较低
  • 由于耗尽区较窄，与P-N结二极管相比，肖特基二极管无法承受高反向电压；肖特基二极管的电压范围在50V以内，而P-N结的电压范围通常从500V至上千伏不等。
  
  

肖特基势垒的独特特性使其可广泛应用于大量电气和电子电路。举几个最为典型的例子：

• 电压箝位——由于肖特基二极管的正向电压较低，因此常被用于保护器件免受过电压或反向电压的影响，只需将电压箝位到简单的电压轨中即可，有时称为轨至轨控制电路。
• 高效阻塞二极管——同样由于正向电压较低，肖特基二极管还可用于光伏系统，有助于防止在产生的电量低于电池电压时通过太阳能电池放电。当太阳能电池全量生产时，肖特基二极管在电池充电过程中的开销很低。
• 开关模式电源——得益于其效率高且恢复时间短，肖特基二极管常用于高效率电源和直流-直流电压转换器电路内。
• 电池供电器件——如果低电压开销和高效率是关键考量因素，那么肖特基二极管就是不二之选。在电池供电的器件中，电压开销非常高，因此当需要阻塞二极管时，即可借助肖特基的低正向电压特点。有时候，肖特基二极管也不太用于电池供电的器件中：当它主要处于反向偏压状态时。因为与传统的P-N结二极管相比，肖特基二极管的漏电流会导致电池更快耗尽。