肖特基二極管的特點(diǎn)與應(yīng)用知識(shí)詳解

肖特基二極管是一種由貴金屬金，銀，鋁，鉑等）制成的金屬半導(dǎo)體器件，陽極為A，N型半導(dǎo)體為陰極。在兩者的接觸表面上形成的勢(shì)壘具有整流特性。由于N型半導(dǎo)體中有大量電子，而貴金屬中僅有少量自由電子，因此電子從高濃度的B擴(kuò)散到低濃度的A。金屬A，并且沒有從A到B的空穴擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。隨著電子繼續(xù)從B擴(kuò)散到A，B表面的電子濃度逐漸降低，表面中性被破壞，因此形成勢(shì)壘，電場(chǎng)方向?yàn)锽→A。但是在該電場(chǎng)的作用下，A中的電子也將從A移動(dòng)到B，從而減弱了由擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成的電場(chǎng)。當(dāng)建立具有一定寬度的空間電荷區(qū)域時(shí)，由電場(chǎng)引起的電子的漂移運(yùn)動(dòng)和由不同濃度引起的電子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)達(dá)到相對(duì)平衡，從而形成肖特基勢(shì)壘。

典型的肖特基整流器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)基于N型半導(dǎo)體，并且在其上形成有以砷為摻雜劑的N外延層。陽極使用諸如鉬或鋁的材料制成阻擋層。使用二氧化硅(SiO2)消除邊緣區(qū)域中的電場(chǎng)并提高管的耐電壓。 N型襯底的導(dǎo)通電阻小，其摻雜濃度比H層高100%。 N +陰極層形成在基板下方，其功能是減小陰極的接觸電阻。通過調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)參數(shù)，在N型襯底和陽極金屬之間形成肖特基勢(shì)壘。

綜上所述，肖特基整流管的結(jié)構(gòu)原理與PN結(jié)整流管有很大的區(qū)別通常將PN結(jié)整流管稱作結(jié)整流管，而把金屬-半導(dǎo)管整流管叫作肖特基整流管，采用硅平面工藝制造的鋁硅肖特基二極管也已問世，這不僅可節(jié)省貴金屬，大幅度降低成本，還改善了參數(shù)的一致性。

肖特基二極管是熱載流二極管。肖特基二極管，也稱為肖特基勢(shì)壘二極管，是低功耗，超高速半導(dǎo)體器件。肖特基二極管廣泛用于諸如逆變器，開關(guān)電源，驅(qū)動(dòng)器等電路中，因?yàn)槭褂昧说蛪海哳l，大電流整流二極管，保護(hù)二極管，續(xù)流二極管等，肖特基二極管用作微波通信等電路中的整流二極管和小信號(hào)檢測(cè)二極管。

說到肖特基的優(yōu)勢(shì)，這絕對(duì)很難說，因?yàn)樗哂性S多優(yōu)勢(shì)，就像它具有開關(guān)頻率一樣，可以肯定地降低它。這是其他二極管所沒有的優(yōu)點(diǎn)。但是它的應(yīng)用范圍也有一定范圍，因?yàn)楫?dāng)前條件還不足以使其有更大的應(yīng)用范圍。另外，肖特基二極管被廣泛使用，并且二極管組件的使用近年來已經(jīng)接近成熟。

由于SBD是多數(shù)載流子導(dǎo)電器件，因此不存在少數(shù)載流子壽命和反向恢復(fù)問題。 SBD的反向恢復(fù)時(shí)間僅是肖特基勢(shì)壘電容器的充電和放電時(shí)間，與PN結(jié)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間完全不同。由于SBD的反向恢復(fù)電荷很小，因此開關(guān)速度非常快，開關(guān)損耗也非常小，特別適合于高頻應(yīng)用。

肖特基二極管具有高開關(guān)頻率和降低正向電壓的優(yōu)點(diǎn)，但是肖特基二極管的反向擊穿電壓相對(duì)較低，通常不高于60V，最高僅為100V左右，這限制了肖特基二極管的應(yīng)用范圍。用于變壓器次級(jí)的100V以上的高頻整流二極管，用于開關(guān)電源和功率因數(shù)校正電路的功率開關(guān)設(shè)備的續(xù)流二極管，用于RCD緩沖電路的600V至1.2kV之間的高速二極管和用于PFC升壓的600V二極管，僅使用快速恢復(fù)外延二極管和超快速恢復(fù)二極管。當(dāng)今的肖特基二極管取得了突破性進(jìn)展。 150V和200V高壓已經(jīng)在市場(chǎng)上，由新材料制成的超過1kV的肖特基二極管也已經(jīng)成功開發(fā)。

肖特基二極管的最大缺點(diǎn)是其反向偏置電壓低，反向漏電流大。就像由硅和金屬制成的肖特基二極管一樣，它們的反向偏置電壓額定值也只有50V。 反向漏電流值是正溫度特性，隨著溫度的升高很容易迅速增加。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，有必要注意熱失控的隱患。為了避免上述問題，實(shí)際使用中的肖特基二極管的反向偏置電壓將遠(yuǎn)小于其額定值。

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