肖特基二極管的性能和基本工作原理

    G3商訊：肖特基二極管(SBD)是肖特基勢壘二極管(SchottkyBarrierDiode，縮寫成SBD)的簡稱，是以其發(fā)明人肖特基博士(Schottky)命名的半導(dǎo)體器件。肖特基二極管是低功耗、大電流、超高速半導(dǎo)體器件，它不是利用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。

    據(jù)G3綜合報道：肖特基二極管的反向恢復(fù)時間極短(可以小到幾納秒)，正向?qū)�通壓降僅0.4V左右，而整流電流卻可達(dá)到幾千毫安。這些優(yōu)良特性是快恢復(fù)二極管所無法比擬的。中、小功率肖特基整流二極管大多采用封裝形式。

    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。因為N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)散運動。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，其電場方向為B→A。但在該電場作用之下，A中的電子也會產(chǎn)生從A→B的漂移運動，從而消弱了由于擴(kuò)散運動而形成的電場。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動和濃度不同引起的電子擴(kuò)散運動達(dá)到相對的平衡，便形成了肖特基勢壘。

    典型的肖特基整流管的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)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。陽極使用鉬或鋁等材料制成阻檔層。用二氧化硅(SiO2)來消除邊緣區(qū)域的電場，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。通過調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)，N型基片和陽極金屬之間便形成肖特基勢壘。當(dāng)在肖特基勢壘兩端加上正向偏壓(陽極金屬接電源正極，N型基片接電源負(fù)極)時，肖特基勢壘層變窄，其內(nèi)阻變小;反之，若在肖特基勢壘兩端加上反向偏壓時，肖特基勢壘層則變寬，其內(nèi)阻變大。

    綜上所述，肖特基整流管的基本結(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。

    肖特基二極管的功能著重體現(xiàn)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)時其實處于很接近截止?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)時間短。它也有一些缺點：耐壓比較低，漏電流稍大些。選用時要全面考慮。東莞市光尚電子有限公司是一家專業(yè)經(jīng)營電子元器件產(chǎn)品企業(yè)，代理和銷售品牌有:HONSTAR二三極管(耐壓相對較高、無漏電)、YAGEO貼片電容電阻、AVX鉭電容、KEMET鉭電容、REASUNOS MOS管等。經(jīng)營品種有：鉭電容、貼片電容、貼片電阻、二極管、三極管等，歡迎廣大新老客戶前來詢價采購。