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    6. 肖特基二極管的作用知識(shí)
      • 發(fā)布時(shí)間:2019-05-20 17:17:36
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      肖特基二極管的作用知識(shí)
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      一、肖特基二極管介紹:

      SBD是肖特基勢壘二極管(SchottkyBarrierDiode,縮寫成SBD)的簡稱。SBD不是利用P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體接觸形成PN結(jié)原理制作的,而是利用金屬與半導(dǎo)體接觸形成的金屬-半導(dǎo)體結(jié)原理制作的。因此,SBD也稱為金屬-半導(dǎo)體(接觸)二極管或表面勢壘二極管,它是一種熱載流子二極管。

      二、肖特基二極管作用:

      肖特基(Schottky)二極管,又稱肖特基勢壘二極管(簡稱 SBD),它屬一種低功耗、超高速半導(dǎo)體器件。最顯著的特點(diǎn)為反向恢復(fù)時(shí)間極短(可以小到幾納秒),正向?qū)▔航祪H0.4V左右。其多用作高頻、低壓、大電流整流二極管、續(xù)流二極管、保護(hù)二極管,也有用在微波通信等電路中作整流二極管、小信號(hào)檢波二極管使用。在通信電源、變頻器等中比較常見。

      一個(gè)典型的應(yīng)用,是在雙極型晶體管 BJT 的開關(guān)電路里面,通過在 BJT 上連接 Shockley 二極管來箝位,使得晶體管在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)其實(shí)處于很接近截止?fàn)顟B(tài),從而提高晶體管的開關(guān)速度。這種方法是 74LS,74ALS,74AS 等典型數(shù)字 IC 的 TTL內(nèi)部電路中使用的技術(shù)。

      肖特基(Schottky)二極管的最大特點(diǎn)是正向壓降 VF 比較小。在同樣電流的情況下,它的正向壓降要小許多。另外它的恢復(fù)時(shí)間短。

      三、肖特基二極管的特點(diǎn):

      1)由于肖特基勢壘高度低于PN結(jié)勢壘高度,故其正向?qū)ㄩT限電壓和正向壓降都比PN結(jié)二極管低(約低0.2V)。

      2)由于SBD是一種多數(shù)載流子導(dǎo)電器件,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)間只是肖特基勢壘電容的充、放電時(shí)間,完全不同于PN結(jié)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間。由于SBD的反向恢復(fù)電荷非常少,故開關(guān)速度非???,開關(guān)損耗也特別小,尤其適合于高頻應(yīng)用。

      3)它屬一種低功耗、超高速半導(dǎo)體器件。最顯著的特點(diǎn)為反向恢復(fù)時(shí)間極短(可以小到幾納秒),正向?qū)▔航祪H0.4V左右。肖特基(Schottky)二極管的最大特點(diǎn)是正向壓降 VF 比較小。在同樣電流的情況下,它的正向壓降要小許多。另外它的恢復(fù)時(shí)間短。它也有一些缺點(diǎn):耐壓比較低,漏電流較大。其多用作高頻、低壓、大電流整流二極管(比如開關(guān)電源次極整流二極管),續(xù)流二極管、保護(hù)二極管,也有用在微波通信等電路中作整流二極管、小信號(hào)檢波二極管使用。在通信電源、變頻器等中比較常見。
      肖特基二極管的作用知識(shí)

      四、肖特基二極管應(yīng)用:

      它是一種低功耗、超高速半導(dǎo)體器件,廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源、變頻器、驅(qū)動(dòng)器等電路,作高頻、低壓、大電流整流二極管、續(xù)流二極管、保護(hù)二極管使用,或在微波通信等電路中作整流二極管、小信號(hào)檢波二極管使用。

      五、肖特基二極管工作原理:

      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壘具有整流特性而制成的金屬-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表面電子濃度逐漸降低,表面電中性被破壞,于是就形成勢壘,其電場方向?yàn)锽→A。但在該電場作用之下,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。當(dāng)建立起一定寬度的空間電荷區(qū)后,電場引起的電子漂移運(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,便形成了肖特基勢壘。

      六、肖特基二極管的封裝:

      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。 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。肖特基對(duì)管又有共陰(兩管的負(fù)極相連)、共陽(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。

      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,有A~19種管腳引出方式。

      七、肖特基二極管的特點(diǎn):

      1. 肖特基二極管的正向壓降比快恢復(fù)二極管正向壓降低很多,所以自身功耗較小,效率高。

      2.由于反向電荷恢復(fù)時(shí)間極短,所以適宜工作在高頻狀態(tài)下。

      3.能耐受高浪涌電流。

      4.以前的肖特基管反向耐壓一般在200V以下,但現(xiàn)在最新技術(shù)可以做到高達(dá)1000V的產(chǎn)品,市場應(yīng)用前景十分廣闊。

      八、肖特基二極管的參數(shù)

      1、導(dǎo)通壓降VF

      VF為二極管正向?qū)〞r(shí)二極管兩端的壓降,當(dāng)通過二極管的電流越大,VF越大;當(dāng)二極管溫度越高時(shí),VF越小。

      2、反向飽和漏電流IR

      IR指在二極管兩端加入反向電壓時(shí),流過二極管的電流,肖特基二極管反向漏電流較大,選擇肖特基二極管是盡量選擇IR較小的二極管。

      3、額定電流IF

      指二極管長期運(yùn)行時(shí),根據(jù)允許溫升折算出來的平均電流值。

      4. 最大浪涌電流IFSM

      允許流過的過量的正向電流。它不是正常電流,而是瞬間電流,這個(gè)值相當(dāng)大。

      5.最大反向峰值電壓VRM

      即使沒有反向電流,只要不斷地提高反向電壓,遲早會(huì)使二極管損壞。這種能加上的反向電壓,不是瞬時(shí)電壓,而是反復(fù)加上的正反向電壓。因給整流器加的是交流電壓,它的最大值是規(guī)定的重要因子。最大反向峰值電壓VRM指為避免擊穿所能加的最大反向電壓。目前肖特基最高的VRM值為150V。

      6. 最大直流反向電壓VR

      上述最大反向峰值電壓是反復(fù)加上的峰值電壓,VR是連續(xù)加直流電壓時(shí)的值。用于直流電路,最大直流反向電壓對(duì)于確定允許值和上限值是很重要的。

      7.最高工作頻率fM

      由于PN結(jié)的結(jié)電容存在,當(dāng)工作頻率超過某一值時(shí),它的單向?qū)щ娦詫⒆儾睢Pぬ鼗O管的fM值較高,最大可達(dá)100GHz。

      8.反向恢復(fù)時(shí)間Trr

      當(dāng)工作電壓從正向電壓變成反向電壓時(shí),二極管工作的理想情況是電流能瞬時(shí)截止。實(shí)際上,一般要延遲一點(diǎn)點(diǎn)時(shí)間。決定電流截止延時(shí)的量,就是反向恢復(fù)時(shí)間。雖然它直接影響二極管的開關(guān)速度,但不一定說這個(gè)值小就好。也即當(dāng)二極管由導(dǎo)通突然反向時(shí),反向電流由很大衰減到接近IR時(shí)所需要的時(shí)間。大功率開關(guān)管工作在高頻開關(guān)狀態(tài)時(shí),此項(xiàng)指標(biāo)至為重要。

      9. 最大耗散功率P

      二極管中有電流流過,就會(huì)吸熱,而使自身溫度升高。在實(shí)際中外部散熱狀況對(duì)P也是影響很大。具體講就是加在二極管兩端的電壓乘以流過的電流加上反向恢復(fù)損耗
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