肖特基二極管的原理與封裝介紹

肖特基二極管是以其發(fā)明人肖特基博士(Schottky)命名的，SBD是肖特基勢(shì)壘二極管(SchottkyBarrierDiode,縮寫成SBD)的簡(jiǎn)稱。早在20世紀(jì)40年代，人們就開始利用金屬-半導(dǎo)體接觸的單向?qū)щ娦裕?dāng)時(shí)將金屬絲與氧化亞銅晶體接觸做成點(diǎn)接觸型二極管，將這種最簡(jiǎn)單的半導(dǎo)體器件用于檢波。而利用薄膜淀積技術(shù)可在半導(dǎo)體表面形成大面積的金屬-半導(dǎo)體整流接觸，做成面接觸型的金屬-半導(dǎo)體二極管，習(xí)慣上稱之為肖特基勢(shì)壘二極管，簡(jiǎn)稱為肖特基二極管。下面將介紹其的工作原理：

1.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(dǎo)體B為負(fù)極，利用二者接觸面上形成的勢(shì)壘具有整流特性而制成的多屬-半導(dǎo)體器件。因?yàn)镹型半導(dǎo)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(kuò)散。顯然，金屬A中沒(méi)有空穴，也就不存在空穴自A向B的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。隨著電子不斷從B擴(kuò)散到A，B表面電子濃度表面逐漸降輕工業(yè)部，表面電中性被破壞，于是就形成勢(shì)壘，其電場(chǎng)方向?yàn)锽→A。但在該電場(chǎng)作用之下，A中的電子也會(huì)產(chǎn)生從A→B的漂移運(yùn)動(dòng)，從而消弱了由于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)而形成的電場(chǎng)。當(dāng)建立起一定寬度的空間電荷區(qū)后，電場(chǎng)引起的電子漂移運(yùn)動(dòng)和濃度不同引起的電子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)達(dá)到相對(duì)的平衡，便形成了肖特基勢(shì)壘。

圖1肖特基二極管結(jié)構(gòu)圖

典型的肖特基二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。它是以N型半導(dǎo)體為基片，在上面形成用砷作摻雜劑的N-外延層。陽(yáng)極(阻檔層)金屬材料是鉬。二氧化硅(SiO2)用來(lái)消除邊緣區(qū)域的電場(chǎng)，提高管子的耐壓值。N型基片具有很小的通態(tài)電阻，其摻雜濃度較H-層要高100%倍。在基片下邊形成N+陰極層，其作用是減小陰極的接觸電阻。通過(guò)調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)，可在基片與陽(yáng)極金屬之間形成合適的肖特基勢(shì)壘，當(dāng)加上正偏壓E時(shí)，金屬A和N型基片B分別接電源的正、負(fù)極，此時(shí)勢(shì)壘寬度Wo變窄。加負(fù)偏壓-E時(shí)，勢(shì)壘寬度就增加。

2.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：

2.1有引線式封裝

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(hù)二極管使用。它有單管式和對(duì)管(雙二極管)式兩種封裝形式(如圖2所示)。肖特基對(duì)管又有共陰(兩管的負(fù)極相連)、共陽(yáng)(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(fù)極)三種管腳引出方式(如圖3所示)。

圖2有引線式封裝圖

圖3管腳引出方式圖

2.2表面封裝

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(如圖4所示)，有九種管腳引出方式，見圖5：

圖4表面封裝圖

圖5九種管腳引出方式圖

以上就是肖特基二極管的工作原理介紹了。肖特基二極管的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)使其適合于在低壓、大電流輸出場(chǎng)合用作高頻整流，在非常高的頻率下(如X波段、C波段、S波段和Ku波段)用于檢波和混頻，在高速邏輯電路中用作箝位。在IC中也常使用SBD，像SBDTTL集成電路早已成為TTL電路的主流，在高速計(jì)算機(jī)中被廣泛采用。

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