肖特基二極管-快恢復及超快恢復二極管的區別在哪

什么是二極管

二極管在電子元件當中，一種具有兩個電極的裝置，只允許電流由單一方向流過，許多的使用是應用其整流的功能。而變容二極管（Varicap Diode）則用來當作電子式的可調電容器。大部分二極管所具備的電流方向性我們通常稱之為“整流（Rectifying）”功能。二極管最普遍的功能就是只允許電流由單一方向通過（稱為順向偏壓），反向時阻斷 （稱為逆向偏壓）。因此，二極管可以想成電子版的逆止閥。

早期的真空電子二極管；它是一種能夠單向傳導電流的電子器件。在半導體二極管內部有一個PN結兩個引線端子，這種電子器件按照外加電壓的方向，具備單向電流的傳導性。一般來講，晶體二極管是一個由p型半導體和n型半導體燒結形成的p-n結界面。在其界面的兩側形成空間電荷層，構成自建電場。當外加電壓等于零時，由于p-n 結兩邊載流子的濃度差引起擴散電流和由自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態，這也是常態下的二極管特性。

早期的二極管包含“貓須晶體（"Cat's Whisker" Crystals）”以及真空管(英國稱為“熱游離閥（Thermionic Valves）”)。現今最普遍的二極管大多是使用半導體材料如硅或鍺。

什么是肖特基二極管？

肖特基二極管是以金屬和半導體接觸形成的勢壘為基礎的二極管，簡稱肖特基二極管（Schottky Barrier Diode），具有正向壓降低（0.4--0.5V）、反向恢復時間很短（10-40納秒），而且反向漏電流較大，耐壓低，一般低于150V，多用于低電壓場合。

快恢復二極管是指反向恢復時間很短的二極管（5us以下），工藝上多采用摻金措施，結構上有采用PN結型結構，有的采用改進的PIN結構。其正向壓降高于普通二極管（1-2V），反向耐壓多在1200V以下。從性能上可分為快恢復和超快恢復兩個等級。前者反向恢復時間為數百納秒或更長，后者則在100納秒以下。

超快恢復二極管（簡稱fred）是一種具有開關特性好、反向恢復時間超短的半導體二極管，常用來給高頻逆變裝置的開關器件作續流、吸收、箝位、隔離、輸出和輸入整流器，使開關器件的功能得到充分發揮。超快恢復二極管是用電設備高頻化（20khz以上）和高頻設備固態化發展不可或缺的重要器件。

怎么區分肖特基二極管與快恢復二極管

1、結構原理不同，肖特基二極管是貴重金屬和n型半導體結合成，快恢復二極管是普通pn結加了個薄基區。

2、快恢復二極管是指反向恢復時間很短的二極管（5us以下），工藝上多采用摻金措施，結構上有采用PN結型結構，有的采用改進的PIN結構。其正向壓降高于普通二極管（1-2V），反向耐壓多在1200V以下。從性能上可分為快恢復和超快恢復兩個等級。前者反向恢復時間為數百納秒或更長，后者則在100納秒以下。 肖特基二極管是以金屬和半導體接觸形成的勢壘為基礎的二極管，稱肖特基二極管（Schottky Barrier Diode），具有正向壓降低（0.4--0.5V）、反向恢復時間很短（10-40納秒），而且反向漏電流較大，耐壓低，一般低于150V，多用于低電壓場合。

3、肖特基二極管反向擊穿電壓大多不高于60V，最高僅約100V，限制其使用，快恢復二極管反向峰值可以到幾百到幾千伏，因此像在開關電源變壓器次級用100V以上的高頻整流二極管等只有使用快速恢復（UFRD）。

4、肖特基正向導通壓降僅0.4V左，快回復二級館0.6伏， 總的來說，由于肖特基二極管中少數載流子的存貯效應甚微，所以其頻率響僅為RC時間常數限制，因而，它是高頻和快速開關的理想器件。其工作頻率可達100GHz。并且，MIS（金屬－絕緣體－半導體）肖特基二極管可以用來制作太陽能電池或發光二極管。快恢復二極管：有0.8-1.1V的正向導通壓降，35-85nS的反向恢復時間，在導通和截止之間迅速轉換，提高了器件的使用頻率并改善了波形。快恢復二極管在制造工藝上采用摻金，單純的擴散等工藝，可獲得較高的開關速度，同時也能得到較高的耐壓。目前快恢復二極管主要應用在逆變電源中做整流元件。

快恢復、超快恢復二極管的結構特點是什么？

快恢復二極管的內部結構與普通二極管不同，它是在P 型、N 型硅材料中間增加了基區I，構成P-I-N硅片。由于基區很薄，反向恢復電荷很小，不僅大大減小了trr值，還降低了瞬態正向壓降，使管子能承受很高的反向工作電壓。快恢復二極管的反向恢復時間一般為幾百納秒，正向壓降約為0.6V，正向電流是幾安培至幾千安培，反向峰值電壓可達幾百到幾千伏。超快恢復二極管的反向恢復電荷進一步減小，使其trr可低至幾十納秒。

20A以下的快恢復及超快恢復二極管大多采用TO-220封裝形式。從內部結構看，可分成單管、對管（亦稱雙管）兩種。對管內部包含兩只快恢復二極管，根據兩只二極管接法的不同，又有共陰對管、共陽對管之分。幾十安的快恢復二極管一般采用TO-3P金屬殼封裝。更大容量（幾百安～幾千安）的管子則采用螺栓型或平板型封裝形式。

肖特基二極管、快恢復和超快恢復二極管性能參數對比

二極管的反向恢復時間

什么是反向恢復時間？當外加二極管的電壓瞬間從正向轉到反向時，流經器件的電流并不能相應地瞬間從正向電流轉換為反向電流。此時，正向注入的少數載流子（空穴）被空間電荷區的強電場抽取，由于這些空穴的密度高于基區平衡空穴密度，因而在反向偏置瞬間，將產生一個遠大于反向漏電流的反向電流，即反向恢復電流IRM。與此同時，符合過程的強化也在加速這些額外載流子密度的下降，直到基區中積累的額外載流子的完全消失，反向電流才下降并穩定到反向漏電流。整個過程所經歷的時間為反向恢復時間。

反向恢復時間trr的定義是：電流通過零點由正向轉換到規定低值的時間間隔。它是衡量高頻續流及整流器件性能的重要技術指標。

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