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用二氧化硅(SiO2)来消除边缘区域的电场

发布时间:2022-11-16阅读:71128

二极管是用半导体材料(硅、硒、锗等)制成的一种电子器件,二极管的诸多类型中,其中一种便是肖特基二极管。为增进大家对肖特基二极管的认识,本文将对肖特基二极管的作用以及肖特基二极管和普通二极管的区别予以介绍。如果你对二极管具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。
一、肖特基二极管及其作用
肖特基二极管是贵金属(金、银、铝、铂等)A为正极,以N型半导体B为负极,利用二者接触面上形成的势垒具有整流特性而制成的金属-半导体器件。因为N型半导体中存在着大量的电子,贵金属中仅有极少量的自由电子,所以电子便从浓度高的B中向浓度低的A中扩散。显然,金属A中没有空穴,也就不存在空穴自A向B的扩散运动。随着电子不断从B扩散到A,B表面电子浓度逐渐降低,表面电中性被破坏,于是就形成势垒,其电场方向为B→A。但在该电场作用之下,A中的电子也会产生从A→B的漂移运动,从而消弱了由于扩散运动而形成的电场。当建立起一定宽度的空间电荷区后,电场引起的电子漂移运动和浓度不同引起的电子扩散运动达到相对的平衡,便形成了肖特基势垒。
典型的肖特基整流管的内部电路结构是以N型半导体为基片,在上面形成用砷作掺杂剂的N-外延层。阳极使用钼或铝等材料制成阻档层。用二氧化硅(SiO2)来消除边缘区域的电场,提高管子的耐压值。N型基片具有很小的通态电阻,其掺杂浓度较H-层要高100%倍。在基片下边形成N+阴极层,其作用是减小阴极的接触电阻。通过调整结构参数,N型基片和阳极金属之间便形成肖特基势垒,如图1所示。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。
肖特基二极管属一种低功耗、超高速半导体器件。最显著的特点为反向恢复时间极短(可以小到几纳秒),正向导通压降仅0.4V左右。其多用作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管,也有用在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。在通信电源、变频器等中比较常见。
肖特基二极管的最大特点是正向压降VF比较小。在同样电流的情况下,它的正向压降要小许多。另外它的恢复时间短。它也有一些缺点:耐压比较低,漏电流稍大些。选用时要全面考虑。
肖特基二极管是一种低功耗、超高速半导体器件,广泛应用于开关电源、变频器、驱动器等电路,作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管使用,或在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。常见应用:电源,充电器,适配器。汽车电子。小家电等。
肖特基二极管在电路中最常见的作用就是辅助电路的运行。
一般情况下,肖特基二极管的特性是导通压降低,反向恢复极快,这一个特点就让肖特基二极管在电路中特殊起来。在肖特基二极管电路里的电压,两个电压当信号处理,这就证明有一个电压进行负载,离肖特基二极管较远的那个电压如果较低的话,电压给截止。这就是充电回路的工作原理。
二、肖特基二极管(SBD) 与普通二极管的区别
肖特基二极管是以其发明人肖特基博士(Schottky)命名的,SBD是肖特基势垒二极管(SchottkyBarrierDiode,缩写成SBD)的简称。SBD不是利用P型半导体与N型半导体接触形成PN结原理制作的,而是利用金属与半导体接触形成的金属-半导体结原理制作的。因此,SBD也称为金属-半导体(接触)二极管或表面势垒二极管,它是一种热载流子二极管。
1、两种二极管都是单向导电,可用于整流场合。区别是普通硅二极管的耐压可以做得较高,但是它的恢复速度低,只能用在低频的整流上,如果是高频的就会因为无法快速恢复而发生反向漏电,最后导致管子严重发热烧毁;肖特基二极管的耐压能常较低,但是它的恢复速度快,可以用在高频场合,故开关电源采用此种二极管作为 整流输出用,尽管如此,开关电源上的整流管温度还是很高的。
2、快恢复二极管是指反向恢复时间很短的二极管(5us以下),工艺上多采用掺 金措施,结构上有采用PN结型结构,有的采用改进的PIN结构。其正向压降高于普通二极管(1-2V),反向耐压多在1200V以下。从性能上可分为快恢 复和超快恢复两个等级。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长,后者则在100纳秒以下。肖特基二极管是以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管,简称肖特基二极管(Schottky Barrier Diode),具有正向压降低(0.4-0.5V)、反向恢复时间很短(10-40纳秒),而且反向漏电流较大,耐压低,一般低150V,多用于低电压场合。这两种管子通常用于开关电源。
3、外观区分:
除了型号,外形上一般没什么区别,但可以测量正向压降进行区别,直接用 数字万用表测(小电流)普通二极管在0.5V以上,肖特基二极管在0.3V以下,大电流时普通二极管在0.8V左右,肖特基二极管在0.5V以 下;NCD10S20WT12 就是表示20A100V。另肖特基二极管耐压一般在100V以下,没有150V以上的。
 

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