中文名 | 肖特基二极管 | 外文名 | Schottky Barrier Diode |
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发明人 | 华特‧肖特基博士 | 简 称 | SBD |
肖特基二极管缺点
肖特基二极体最大的缺点是其反向偏压较低及反向漏电流偏大,像使用硅及金属为材料的肖特基二极体,其反向偏压额定耐压最高只到 50V,而反向漏电流值为正温度特性,容易随着温度升高而急遽变大,实务设计上需注意其热失控的隐忧。为了避免上述的问题,肖特基二极体实际使用时的反向偏压都会比其额定值小很多。不过肖特基二极体的技术也已有了进步,其反向偏压的额定值最大可以到200V。
新型高压SBD的结构和材料与传统SBD是有区别的。传统SBD是通过金属与半导体接触而构成。金属材料可选用铝、金、钼、镍和钛等,半导体通常为硅(Si)或砷化镓(GaAs)。由于电子比空穴迁移率大,为获得良好的频率特性,故选用N型半导体材料作为基片。为了减小SBD的结电容,提高反向击穿电压,同时又不使串联电阻过大,通常是在N 衬底上外延一高阻N-薄层。其结构示图,图形符号和等效电路。CP是管壳并联电容,LS是引线电感,RS是包括半导体体电阻和引线电阻在内的串联电阻,Cj和Rj分别为结电容和结电阻(均为偏流、偏压的函数)。 大家知道,金属导体内部有大量的导电电子。当金属与半导体接触(二者距离只有原子大小的数量级)时,金属的费米能级低于半导体的费米能级。在金属内部和半导体导带相对应的分能级上,电子密度小于半导体导带的电子密度。因此,在二者接触后,电子会从半导体向金属扩散,从而使金属带上负电荷,半导体带正电荷。由于金属是理想的导体,负电荷只分布在表面为原子大小的一个薄层之内。而对于N型半导体来说,失去电子的施主杂质原子成为正离子,则分布在较大的厚度之中。电子从半导体向金属扩散运动的结果,形成空间电荷区、自建电场和势垒,并且耗尽层只在N型半导体一边(势垒区全部落在半导体一侧)。势垒区中自建电场方向由N型区指向金属,随热电子发射自建场增加,与扩散电流方向相反的漂移电流增大,最终达到动态平衡,在金属与半导体之间形成一个接触势垒,这就是肖特基势垒。
在外加电压为零时,电子的扩散电流与反向的漂移电流相等,达到动态平衡。在加正向偏压(即金属加正电压,半导体加负电压)时,自建场削弱,半导体一侧势垒降低,于是形成从金属到半导体的正向电流。当加反向偏压时,自建场增强,势垒高度增加,形成由半导体到金属的较小反向电流。因此,SBD与PN结二极管一样,是一种具有单向导电性的非线性器件。
肖特基二极管优点
SBD具有开关频率高和正向压降低等优点,但其反向击穿电压比较低,大多不高于60V,最高仅约100V,以致于限制了其应用范围。像在开关电源(SMPS)和功率因数校正(PFC)电路中功率开关器件的续流二极管、变压器次级用100V以上的高频整流二极管、RCD缓冲器电路中用600V~1.2kV的高速二极管以及PFC升压用600V二极管等,只有使用快速恢复外延二极管(FRED)和超快速恢复二极管(UFRD)。UFRD的反向恢复时间Trr也在20ns以上,根本不能满足像空间站等领域用1MHz~3MHz的SMPS需要。即使是硬开关为100kHz的SMPS,由于UFRD的导通损耗和开关损耗均较大,壳温很高,需用较大的散热器,从而使SMPS体积和重量增加,不符合小型化和轻薄化的发展趋势。因此,发展100V以上的高压SBD,一直是人们研究的课题和关注的热点。近几年,SBD已取得了突破性的进展,150V和 200V的高压SBD已经上市,使用新型材料制作的超过1kV的SBD也研制成功,从而为其应用注入了新的生机与活力。
基二极管厂家价格是6元,基二极管是低功耗、大电流、超高速半导体器件,它不是利用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...
选购基的时候主要考虑电流和耐压,不过现在越来越多人开始考虑压降的问题,压降越高,功率太大,目前很多做基的大厂,像ASEMI,强茂,VISHY等都开始陆续推出低压降的基系列
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肖特基二极管原理
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。
综上所述,肖特基整流管的结构原理与PN结整流管有很大的区别通常将PN结整流管称作结整流管,而把金属-半导管整流管叫作肖特基整流管,采用硅平面工艺制造的铝硅肖特基二极管也已问世,这不仅可节省贵金属,大幅度降低成本,还改善了参数的一致性。
肖特基二极管封装
肖特基二极管分为有引线和表面安装(贴片式)两种封装形式。 采用有引线式封装的肖特基二极管通常作为高频大电流整流二极管、续流二极管或保护二极管使用。它有单管式和对管(双二极管)式两种封装形式。肖特基对管又有共阴(两管的负极相连)、共阳(两管的正极相连)和串联(一只二极管的正极接另一只二极管的负极)三种管脚引出方式。
采用表面封装的肖特基二极管有单管型、双管型和三管型等多种封装形式,有A~19种管脚引出方式
肖特基二极管肖特基(Schottky)二极管,又称肖特基势垒二极管(简称 SBD),它属一种低功耗、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。
一个典型的应用,是在双极型晶体管 BJT 的开关电路里面,通过在 BJT 上连接 Shockley 二极管来箝位,使得晶体管在导通状态时其实处于很接近截止状态,从而提高晶体管的开关速度。这种方法是 74LS,74ALS,74AS 等典型数字 IC 的 TTL内部电路中使用的技术。
肖特基(Schottky)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。
肖特基二极管特点
SBD的主要优点包括两个方面:
1)由于肖特基势垒高度低于PN结势垒高度,故其正向导通门限电压和正向压降都比PN结二极管低(约低0.2V)。
2)由于SBD是一种多数载流子导电器件,不存在少数载流子寿命和反向恢复问题。SBD的反向恢复时间只是肖特基势垒电容的充、放电时间,完全不同于PN结二极管的反向恢复时间。由于SBD的反向恢复电荷非常少,故开关速度非常快,开关损耗也特别小,尤其适合于高频应用。
但是,由于SBD的反向势垒较薄,并且在其表面极易发生击穿,所以反向击穿电压比较低。由于SBD比PN结二极管更容易受热击穿,反向漏电流比PN结二极管大。
肖特基(Schottky)二极管也称肖特基势垒二极管(简称SBD),它是一种低功耗、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。
下表列出了肖特基二极管和超快恢复二极管、快恢复二极管、硅高频整流二极管、硅高速开关二极管的性能比较。由表可见,硅高速开关二极管的trr虽极低,但平均整流电流很小,不能作大电流整流用。
下面通过一个实例来介绍检测肖特基二极管的方法。检测内容包括:①识别电极;②检查管子的单向导电性;③测正向导压降VF;④测量反向击穿电压VBR。
被测管为B82-004型肖特基管,共有三个管脚,将管脚按照正面(字面朝向人)从左至右顺序编上序号①、②、③。选择500型万用表的R×1档进行测量,全部数据整理成下表:
肖特基二极管测试结论:
第一,根据①—②、③—④间均可测出正向电阻,判定被测管为共阴对管,①、③脚为两个阳极,②脚为公共阴极。
第二,因①—②、③—②之间的正向电阻只几欧姆,而反向电阻为无穷大,故具有单向导电性。
第三,内部两只肖特基二极管的正向导通压降分别为0.315V、0.33V,均低于手册中给定的最大允许值VFM(0.55V)。
另外使用ZC 25-3型兆欧表和500型万用表的250VDC档测出,内部两管的反向击穿电压VBR依次为140V、135V。查手册,B82-004的最高反向工作电压(即反向峰值电压)VBR=40V。表明留有较高的安全系数.
SBD的结构及特点使其适合于在低压、大电流输出场合用作高频整流,在非常高的频率下(如X波段、C波段、S波段和Ku波段)用于检波和混频,在高速逻辑电路中用作箝位。在IC中也常使用SBD,像SBD"_blank" href="/item/集成电路">集成电路早已成为TTL电路的主流,在高速计算机中被广泛采用。
除了普通PN结二极管的特性参数之外,用于检波和混频的SBD电气参数还包括中频阻抗(指SBD施加额定本振功率时对指定中频所呈现的阻抗,一般在200Ω~600Ω之间)、电压驻波比(一般≤2)和噪声系数等。
肖特基二极管其它
长期以来,在输出12V~24V的SMPS中,次级边的高频整流器只有选用100V的SBD或200V的FRED。在输出24V~48V的SMPS中,只有选用200V~400V的FRED。设计者迫切需要介于100V~200V之间的150VSBD和用于48V输出SMPS用的200VSBD。近两年来,美国IR公司和APT公司以及ST公司瞄准高压SBD的巨大商机,先后开发出150V和200V的SBD。这种高压SBD比原低压SBD在结构上增加了PN结工艺,形成肖特基势垒与PN结相结合的混合结构,如图2所示。采用这种结构的SBD,击穿电压由PN结承受。通过调控N-区电阻率、外延层厚度和P 区的扩散深度,使反偏时的击穿电压突破了100V这个长期不可逾越的障碍,达到150V和200V。在正向偏置时,高压SBD的PN结的导通门限电压为0.6V,而肖特基势垒的结电压仅约0.3V,故正向电流几乎全部由肖特基势垒供给。
为解决SBD在高温下易产生由金属-半导体的整流接触变为欧姆接触而失去导电性这一肖特基势垒的退化问题,APT公司通过退火处理,形成金属-金属硅化物-硅势垒,从而提高了肖特基势垒的高温性能与可靠性。ST公司研制的150VSBD,是专门为在输出12V~24V的SMPS中替代200V的高频整流FRED而设计的。像额定电流为2×8A的STPS16150CT型SBD,起始电压比业界居先进水平的200V/2×8AFRED(如STRR162CT)低0.07V(典型值为0.47V),导通电阻RD(125℃)低6.5mΩ(典型值为40mΩ),导通损耗低0.18W(典型值为1.14W)。
APT公司推出的APT100S20B、APT100S20LCT和APT2×10IS20型200VSBD,正向平均电流IF(AV)=100A,正向压降VF≤0.95V,雪崩能量EAS=100mJ。EAS的表达式为
EAS=VRRM×IAS×td
在式(1)中,200VSBD的VRRM=200V,IAS为雪崩电流,并且IAS≈IF=100A,EAS=100mJ。在IAS下不会烧毁的维持时间:td=EAS/(VRRM×IAS)=1000mJ/(200V×100A)=5μs。也就是说,SBD在出现雪崩之后IAS=100A时,可保证在5μs之内不会损坏器件。EAS是检验肖特基势垒可靠性的重要参量200V/100A的SBD在48V输出的通信SMPS中可替代等额定值的FRED,使整流部分的损耗降低10%~15%。由于SBD的超快软恢复特性及其雪崩能量,提高了系统工作频率和可靠性,EMI也得到显著的改善。
业界人士认为,即使不采用新型半导体材料,通过工艺和设计创新,SBD的耐压有望突破200V,但一般不会超过600V。
由于Si和GaAs的势垒高度和临界电场比宽带半导体材料低,用其制作的SBD击穿电压较低,反向漏电流较大。碳化硅(SiC)材料的禁带宽度大(2.2eV~3.2eV),临界击穿电场高(2V/cm~4×106V/cm),饱合速度快(2×107cm/s),热导率高为4.9W/(cm·K),抗化学腐蚀性强,硬度大,材料制备和制作工艺也比较成熟,是制作高耐压、低正向压降和高开关速度SBD的比较理想的新型材料。
1999年,美国Purdue大学在美国海军资助的MURI项目中,研制成功4.9kV的SiC功率SBD,使SBD在耐压方面取得了根本性的突破。 SBD的正向压降和反向漏电流直接影响SBD整流器的功率损耗,关系到系统效率。低正向压降要求有低的肖特基势垒高度,而较高的反向击穿电压要求有尽可能高的势垒高度,这是相矛盾的。因此,对势垒金属必须折衷考虑,故对其选择显得十分重要。对N型SiC来说,Ni和Ti是比较理想的肖特基势垒金属。由于Ni/SiC的势垒高度高于Ti/SiC,故前者有更低的反向漏电流,而后者的正向压降较小。为了获得正向压降低和反向漏电流小的SiCSBD,采用Ni接触与Ti接触相结合、高/低势垒双金属沟槽(DMT)结构的SiCSBD设计方案是可行的。采用这种结构的SiCSBD,反向特性与Ni肖特基整流器相当,在300V的反向偏压下的反向漏电流比平面型Ti肖特基整流器小75倍,而正向特性类似于NiSBD。采用带保护环的6H-SiCSBD,击穿电压达550V。
据报道,C.M.Zetterling等人采用6H"_blank" href="/item/肖特基势垒/7037234" data-lemmaid="7037234">肖特基势垒相同,反向漏电流处于PN结和Ti肖特基势垒之间,通态电阻密度为20mΩ·cm2,阻断电压达1.1kV,在200V反向偏压下的漏电流密度为10μA/cm2。此外,R·Rayhunathon报道了关于P型4H"_blank" href="/item/反向击穿电压/8981462" data-lemmaid="8981462">反向击穿电压分别达600V和540V,在100V反向偏压下的漏电流密度小于0.1μA/cm2(25℃)。
SiC是制作功率半导体器件比较理想的材料,2000年5月4日,美国CREE公司和日本关西电力公司联合宣布研制成功12.3kV的SiC功率二极管,其正向压降VF在100A/cm2电流密度下为4.9V。这充分显示了SiC材料制作功率二极管的巨大威力。
在SBD方面,采用SiC材料和JBS结构的器件具有较大的发展潜力。在高压功率二极管领域,SBD肯定会占有一席之地。 肖特基二极管常见的型号: MBR300100CT
MBR400100CT
MBR500100CT
MBR600100CT
MBR30050CT
MBR40050CT
MBR50050CT
MBR60050CT
肖特基二极管型号大全之ASEMI肖特基常见型号
SS12 ...... SS110 表面安装肖特基二极管 反向电压 20 ---100 V 正向电流 1.0 A SIYU R 极限值和温度特性 TA = 25℃ 除非另有规定。 Maximum Ratings & Thermal Characteristics Ratings at 25 ℃ ambient temperature unless otherwise specified. Surface Mount Schottky Barrier Rectifier Reverse Voltage 20 to 100 V Forward Current 1.0 A SMA DO-214AC .110(2.79) .086(2.18) .067(1.70) .051(1.29) .180(4.57) .160(4.06) .012(0.305) .006(0.152) .209(5
SBD 在导通过程中没有额外载流子的注入和储存,因而反向恢复电流小,关断过程很快,开关损耗小。传统的硅肖特基二极管,由于所有金属与硅的功函数差都不很大,硅的肖特基势垒较低,硅 SBD 的反向漏电流偏大,阻断电压较低,只能用于一二百伏的低电压场合且不适合在 150 ℃以上工作。然而,碳化硅 SBD弥补了硅 SBD 的不足,许多金属,例如镍、金、钯、钛、钴等,都可以与碳化硅形成肖特基势垒高度 1 eV 以上的肖特基接触。据报道,Au/4H-SiC 接触的势垒高度可达到 1.73 eV,Ti/4H-SiC 接触的势垒比较低,但最高也可以达到 1.1 eV。6H-SiC与各种金属接触之间的肖特基势垒高度变化比较宽,最低只有 0.5 eV,最高可达1.7 eV。于是,SBD 成为人们开发碳化硅电力电子器件首先关注的对象。它是高压快速与低功率损耗、耐高温相结合的理想器件。目前国际上相继研制成功水平较高的多种类的碳化硅器件。
SiC 肖特基势垒二极管在 1985 年问世,是 Yoshida 制作在 3C-SiC 上的,它的肖特基势垒高度用电容测量是 1.15 (±0.15) eV,用光响应测量是 1.11 (±0.03) eV,它的击穿电压只有8 V,第一只6H-SiC肖特基二极管的击穿电压大约有200 V,它是由 Glover. G. H 报道出来的。Bhatnagar 报道了第一个高压 400 V 6H-SiC 肖特基势垒二极管 ,这个二极管有低通态压降(1 V),没有反向恢复电流。随着碳化硅单晶、外延质量及碳化硅工艺水平不断地不断提高,越来越多性能优越的碳化硅肖特基二极管被报道。1993 年报道了第一只击穿电压超过 1000V的碳化硅肖特基二极管,该器件的肖特基接触金属是 Pd,它采用 N 型外延的掺杂浓度1×10cm,厚度是 10μm。高质量的4H-SiC单晶的在 1995 年左右出现,它比
6H-SiC的电子迁移率要高,临界击穿电场要大很多,这使得人们更倾向于研究4H-SiC的肖特基二极管。Ni/4H-SiC 肖特基二极管是在 1995年第一次被报道的,它采用的外延掺杂浓度为 1×1016 cm,厚度 10 μm,击穿电压达到 1000 V,在 100A/cm 时正向压降很低为 1.06 V,室温下比导通电阻很低,为 2×10 Ω·cm。2005 年 Tomonori Nakamura 等人用 Mo 做肖特基接触,击穿电压为 4.15 KV,比接触电阻为 9.07 mΩ·cm,并且随着退火温度的升高,该肖特基二极管的势垒高度也升高,在 600 ℃的退火温度下,其势垒高度为 1.21 eV,而理想因子很稳定,随着退火温度的升高理想因子没有多少变化。 J. H. Zhao 采用 N 型碳化硅外延,用多级结终端扩展技术制作出击穿电压高达10.8 KV Ni/4H-SiC 肖特基二极管,外延的掺杂浓度为 5.6×10cm,厚度为115μm,此肖特基二极管利用多级结终端扩展技术来保护肖特基结边缘以防止它提前击穿。
国内的 SiC 功率器件研究方面因为受到 SiC 单晶材料和外延设备的限制起步比较晚,但是却紧紧跟踪国外碳化硅器件的发展形势。国家十分重视碳化硅材料及其器件的研究, 在国家的大力支持下经已经初步形成了研究 SiC 晶体生长、SiC器件设计和制造的队伍。电子科技大学致力于器件结构设计方面,在新结构、器件结终端和器件击穿机理方面做了很多的工作,并且提出宽禁带半导体器件优值理论和宽禁带半导体功率双极型晶体管特性理论。
34H-SiC 结势垒肖特基二极管
功率二极管是功率半导体器件的重要组成部分,主要包括 PiN 二极管,肖特基势垒二极管和结势垒控制肖特基二极管。本章主要介绍了肖特基势垒的形成及其主要电流输运机理。并详细介绍了肖特基二极管和结势垒控制肖特基二极管的电学特性及其工作原理,为后两章对 4H-SiC JBS 器件电学特性的仿真研究奠定了理论基础。
肖特基二极管
肖特基二极管是通过金属与N型半导体之间形成的接触势垒具有整流特性而制成的一种属-半导体器件。肖特基二极管的基本结构是重掺杂的N型4H-SiC片、4H-SiC外延层、肖基触层和欧姆接触层。由于电子迁移率比空穴高,采用N型Si 、SiC 或GaAs为材料,以获得良好的频率特性,肖特基接触金属一般选用金、钼、镍、铝等。金属-半导体器件和PiN结二极管类似,由于两者费米能级不同,金属与半导体材料交界处要形成空间电荷区和自建电场。在外加电压为零时,载流子的扩散运动与反向的漂移运动达到动态平衡,这时金属与N型4H-SiC半导体交界处形成一个接触势垒,这就是肖特基势垒。肖特基二极管就是依据此原理制作而成。
金属与半导体的功函数不同,电荷越过金属/半导体界面迁移,产生界面电场,半导体表面的能带发生弯曲,从而形成肖特基势垒,这就是肖特基接触。金属与半导体接触形成的整流特性有两种形式,一种是金属与 N 型半导体接触,且 N 型半导体的功函数小于金属的功函数;另一种是金属与 P 型半导体接触,且 P 型半导体的功函数大于金属的功函数。
金属与 N 型 4H-SiC 半导体体内含有大量的导电载流子。金属与 4H-SiC 半导体材料的接触仅有原子大小的数量级间距时,4H-SiC 半导体的费米能级大于金属的费米能级。此时 N 型 4H-SiC 半导体内部的电子浓度大于金属内部的电子浓度,两者接触后,导电载流子会从 N 型 4H-SiC 半导体迁移到金属内部,从而使 4H-SiC 带正电荷,而金属带负电荷。电子从 4H-SiC 向金属迁移,在金属与 4H-SiC 半导体的界面处形成空间电荷区和自建电场,并且耗尽区只落在 N 型 4H-SiC 半导体一侧,在此范围内的电阻较大,一般称作"阻挡层"。自建电场方向由 N 型 4H-SiC 内部指向金属,因为热电子发射引起的自建场增大,导致载流子的扩散运动与反向的漂移运动达到一个静态平衡,在金属与4H-SiC 交界面处形成一个表面势垒,称作肖特基势垒。4H-SiC 肖特基二极管就是依据这种原理制成的。
金属与半导体接触时,载流子流经肖特基势垒形成的电流主要有四种输运途径。这四种输运方式为:
1、N 型 4H-SiC 半导体导带中的载流子电子越过势垒顶部热发射到金属;
2、N 型 4H-SiC 半导体导带中的载流子电子以量子力学隧穿效应进入金属;
3、空间电荷区中空穴和电子的复合;
4、4H-SiC 半导体与金属由于空穴注入效应导致的的中性区复合。
载流子输运主要由前两种情况决定,第 1 种输运方式是 4H-SiC 半导体导带中的载流子越过势垒顶部热发射到金属进行电流输运,也就是整流接触。第 2 种输运方式又分成两个状况,随着 4H-SiC 半导体掺杂浓度的增加,耗尽层逐渐变薄,肖特基势垒也逐渐降低,4H-SiC 半导体导带中的载流子由隧穿效应进入到金属的几率变大。一种是4H-SiC 半导体的掺杂浓度非常大时,肖特基势垒变得很低,N 型 4H-SiC 半导体的载流子能量和半导体费米能级相近时的载流子以隧道越过势垒区,称为场发射。另一种是载流子在 4H-SiC 半导体导带的底部隧道穿过势垒区较难,而且也不用穿过势垒,载流子获得较大的能量时,载流子碰见一个相对较薄且能量较小的势垒时,载流子的隧道越过势垒的几率快速增加,这称为热电子场发射。
反向截止特性
肖特基二极管的反向阻断特性较差,是受肖特基势垒变低的影响。为了获得高击穿电压,漂移区的掺杂浓度很低,因此势垒形成并不求助于减小 PN 结之间的间距。调整肖特基间距获得与 PiN 击穿电压接近的 JBS,但是 JBS 的高温漏电流大于 PiN,这是来源于肖特基区。JBS 反向偏置时,PN 结形成的耗尽区将会向沟道区扩散和交叠,从而在沟道区形成一个势垒,使耗尽层随着反向偏压的增加向衬底扩展。这个耗尽层将肖特基界面屏蔽于高场之外,避免了肖特基势垒降低效应,使反向漏电流密度大幅度减小。此时 JBS 类似于 PiN 管。反向漏电流的组成主要由两部分:一是来自肖特基势垒的注入;二是耗尽层产生电流和扩散电流。
二次击穿
产生二次击穿的原因主要是半导体材料的晶格缺陷和管内结面不均匀等引起的。二次击穿的产生过程是:半导体结面上一些薄弱点电流密度的增加,导致这些薄弱点上的温度增加引起这些薄弱点上的电流密度越来越大,温度也越来越高,如此恶性循环引起过热点半导体材料的晶体熔化。此时在两电极之间形成较低阻的电流通道,电流密度骤增,导致肖特基二极管还未达到击穿电压值就已经损坏。因此二次击穿是不可逆的,是破坏性的。流经二极管的平均电流并未达到二次击穿的击穿电压值,但是功率二极管还是会产生二次击穿。
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;SR350 就是表示3A50V。另肖特基二极管耐压一般在100V以下,没有150V以上的。
问
普通硅二极管与肖特基二极管的异同?
答:
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。
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,一般低于150V,多用于低电压场合。
这两种管子通常用于开关电源。
肖特基二极管和快恢复二极管区别:前者的恢复时间比后者小一百倍左右,前者的反向恢复时间大约为几纳秒~!
快恢复二极管在制造工艺上采用掺金,单纯的扩散等工艺,可获得较高的开关速度,同时也能得到较高的耐压.目前快恢复二极管主要应用在逆变电源中做整流元件.
问:
肖特基二极管与普通二极管从外观上如何区分?
注意:
是从外观上如何区别?肖特基二极管与普通二极管标识有何区别(肖特基二极管SR350 是表示3A50v?)?
答:
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;SR350 就是表示3A50V。另肖特基二极管耐压一般在100V以下,没有150V以上的。
问:
肖特基二极管的检测方法有哪些
答:
(1)二端型肖特基二极管的检测
1)用指针式万用表检测。将万用表置于“R×1”挡检测,黑表笔接正极,红表笔接负极。正常时,其正向电阻值为2.5~3.5Ω,反向电阻值为无穷大。若测得正、反向电阻值均为无穷大或均接近0,则说明该肖特基二极管已开路或已被击穿损坏。
2)用数字式万用表检测
将万用表置于二极管挡,测量二端型肖特基二极管的正、反向电阻值。正常时,其正向电阻值(红表笔接正极)为2.5—3.5Ω,反向电阻值为无穷大。若测得正、反向电阻值均为无穷大或均接近0,则说明该肖特基二极管已开路或已被击穿损坏,如图5—44所示。
(2)三端型肖特基二极管的检测
三端型肖特基二极管应先测出其公共端,判别出是共阴对管,还是共阳对管,然后再分别测量两个二极管的正、反向电阻值。现以两只分别为共阴对管和共阳对管的肖特基二极管测试为例,说明具体的检测方法,将引脚分别标号为l、2和3,万用表置于“R×1’’挡进行下述三步测试,如图5—45所示。
第一步:测量1、3引脚正、反向电阻值,若为无穷大,则说明这两个电极无单向导电性。
第二步:将黑表笔接1引脚、红表笔接2引脚,如果测得的阻值为尤穷大,冉将红黑表笔对调进行测量,如果所测阻值为2.5~3.5Ω,则说明2、l引脚具有单向导电特性,且2引脚为正、1引脚为负。
第三步:将黑表笔接3引脚、红表笔接2引脚,如果测得的阻值为无穷大,再调换红黑表笔后进行测量,如果所测阻值为2.5~3.5Ω,则说明2、3引脚具有单向导电特性,且2引脚为正、3引脚为负。
根据上述三步测量结果,即可判断被测肖特基二极管为一只共阳对管,其中2引脚为公共阳极,1、3引脚为两个阴极。相反的则为共阴对管。