肖特基二极管结构和内电路
0 2023-03-20

肖特基二极管的内部结构

肖特基(Schottky)二极管也称肖特基势垒二极管(简称SBD),是由金属与半导体接触形成的势垒层为基础制成的二极管如图 1所示,其主要特点是正向导通压降小(约0.45V),反向恢复时间短和开关损耗小,是一种低功耗、超高速半导体器件。肖特基二极管在结构原理上与PN结二极管有很大区别,它的内部是由阳极金属(用钼或铝等材料制成的阻挡层)、二氧化硅(SiO2)电场消除材料、N-外延层(砷材料)、N型硅基片、N+阴极层及阴极金属等构成,如图1所示。在N型基片和阳极金属之间形成肖特基势垒。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。


肖特基二极管结构和内电路

1.肖特基二极管结构

图13-3是肖特基二极管内部结构示意图。肖特基二极管具有更低的串联电阻和更强的非线性,适合于在射频电路中应用。


某些金属和N型半导体材料接触后,电子会从N型半导体材料中扩散进入金属从而在半导体材料中形成一个耗尽层,具有和常规PN结类似的特牲,这种由金属和半导体材料接触形成类似PN结势垒的结构称为肖特基结。

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。如果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,如图13-4所示。


2.肖特基二极管内电路

引线式肖特基对管又有共阳(两管的正极相连)、共阴(两管的负极相连)和串联(一只二极管的正极接另一只二极管的负极)3种引脚引出方式。JRC2352图13-5是引线式肖特基对管内电路结构示意图。

贴片式肖特基二极管有单管型、双管型和三管型等多种封装形式,且内电路具体形式多达10余种。图13-6所示是多种贴片式肖特基二极管内电路。





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