肖特基二极管

肖特基二极管是以其发明者肖特基博士的名字命名的。SBD是SchottkyBarrierDiode的缩写。SBD不是根据p型半导体与n型半导体接触形成PN结的原理制成的，而是根据金属与半导体接触形成金属-半导体结的原理制成的。因此，SBD也被称为金属半导体(接触)二极管或表面阻挡二极管，它是一种热载流子二极管。

1. 肖特基二极管原理

肖特基二极管是一种以贵金属(金、银、铝、铂等)A为正极，n型半导体B为负极，利用在两者接触表面形成的具有整流特性的势垒而制成的金属半导体器件。因为有太多的电子在n型半导体和贵金属很少有自由电子，电子扩散从B的高浓度向低浓度的A .显然，没有孔的金属，所以没有扩散孔从A到B的电子从B继续扩散，表面电子B的浓度逐渐降低，表面电中性是摧毁，因此形成了一个屏障，其电场方向为BA。但是，在这个电场的作用下，A中的电子也会发生从A到B的漂移运动，从而削弱了扩散运动形成的电场。当建立一定宽度的空间电荷带时，电场引起的电子漂移运动和不同浓度引起的电子扩散运动达到相对平衡，形成肖特基势垒。

典型肖特基整流管的内部电路结构基于n型半导体，在n型半导体上形成以砷为掺杂剂的n外延层。阳极采用钼或铝等材料制成阻挡层。使用二氧化硅(SiO2)消除边缘区域的电场，提高管道的压力值。n型衬底的导态电阻非常小，掺杂浓度比h层高100倍。在衬底下形成N+阴极层，其作用是降低阴极的接触电阻。通过调整结构参数，n型基板与阳极金属之间形成肖特基势垒，如图所示。当肖特基势垒两端加正偏置(阳极金属接电源正极，n型基板接电源负极)时，肖特基势垒变窄，内阻变小；相反，如果在肖特基势垒两端加相反的偏置，肖特基势垒变宽，其内阻变大。

综上所述，肖特基整流管和PN结整流的结构原理有很大的不同。PN结整流管通常称为结整流管，金属半导管整流管称为肖特基整流管。采用硅平面工艺制造的铝硅肖特基二极管也问世了，不仅可以节省贵金属，大大降低成本，而且还提高了参数的一致性。

2. 肖特基二极管的优点：

SBD具有开关频率高、正向电压低的优点，但其反向击穿电压相对较低，大部分不高于60V，最高仅为100V左右，限制了其应用范围。例如，在开关电源(SMPS)和功率因数校正(PFC)电路中，功率开关器件的电流二极管、变压器二次带100V以上高频整流二极管、RCD缓冲电路带600V ~ 1.2kV高速二极管和PFC升压电路带600V二极管等，只使用快速恢复外延二极管(FRED)和超快速恢复二极管(UFRDs)。

ufrd的反向恢复时间也在20ns以上，不能满足空间站等领域1MHz ~ 3MHz SMPS的需要。即使是100kHz硬开关的SMPS，由于ufrd的开断损耗和开关损耗较大，外壳温度较高，需要更大的散热器，这增加了SMPS的体积和重量，不符合小型化、轻薄化的发展趋势。因此，研制100V以上高压SBD一直是研究课题和关注焦点。近年来，SBD取得突破性进展，150V和200V高压SBD已上市，利用新材料制成的1kV以上SBD已研制成功，从而为其应用注入了新的活力和活力。

0

肖特基二极管最大的缺点是它的反向偏置和反向泄漏电流低，像采用硅和金属为肖特基二极管一样，它的反向偏置额定电压仅为50V，而反向泄漏电流值是正温度特性，容易随着温度的升高而迅速增加，物理设计时需要注意热失控的隐患。为了避免上述问题，肖特基二极管在实际使用时会比其额定反向偏置小得多。然而，肖特基二极管技术得到了改进，其反向偏置额定值可达200V。

4. 肖特基二极管与普通二极管的区别：

肖特基二极管具有正向压降小、反向恢复时间短的特点。肖特基二极管开启电流小，电荷存储效果小，适用于高频工作。在电流相同的情况下，其正向压降比普通二极管小得多。还具有低损耗、低噪声、高检测灵敏度、稳定可靠等特点，在微波通信和雷达中用于混频、检测、调制、倍频和超高速开关、低噪声放大等。

所以肖特基二极管与普通二极管最明显的区别是：

1. 肖特基二极管的正通压降比普通二极管低，因此功耗低。

2、肖特基二极管反向恢复时间比普通二极管短，因此工作频率较高。

3、肖特基二极管反向电压比普通二极管低，一般小于200V。

4. 肖特基二极管通过电流比普通二极管强。

5. 肖特基二极管结电容比普通二极管小。

6. 肖特基二极管可以通过高频电流。