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肖特基二极管工作原理!-国晶微半导体

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作者:国产碳化硅肖特基二极管选型工程师来源:国晶微半导体

    什么是碳化硅肖特基二极管


    肖特基二极管,也称为热载流子二极管,是一种具有低正向电压降和非常快的开关动作的半导体二极管。当电流流过二极管时,二极管端子上的电压降很小。正常二极管的电压降在0.6到1.7伏之间,而肖特基二极管的电压降通常在0.15到0.45伏之间。这种较低的电压降提供了更好的系统效率和更高的开关速度。在肖特基二极管中,半导体和金属之间形成半导体-金属结,从而形成肖特基势垒。N型半导体用作阴极,金属侧用作二极管的阳极。这种肖特基势垒导致低正向电压降和非常快的开关。


    肖特基二极管符号

肖特基二极管的象征

    肖特基二极管是主要用于高频和快速开关应用的大电流二极管。它们也被称为热载流子二极管。热载流子一词是由n区的电子能级高于金属区的电子能级导出的。肖特基二极管符号如图所示。肖特基二极管由掺杂半导体区(通常为n型)与金、银或铂等金属连接而成。


    肖特基二极管只在大多数载流子下工作。没有少数载流子,因此没有反向漏电流在其他类型的二极管。金属区被导带电子占据,n型半导体区被轻掺杂。当正向偏压时,n区的高能电子被注入金属区,在那里它们很快地放弃了多余的能量。由于没有少数载流子,如在传统的整流二极管,有一个非常快速的反应偏差的变化。肖特基二极管是一种快速开关二极管,它的大多数应用都利用了这一特性。它可以用于高频应用和许多数字电路,以减少开关时间。


    从VI特性可以明显看出,肖特基势垒二极管的VI特性与普通PN结二极管相似,但有以下例外


    肖特基势垒二极管的正向电压降比普通PN结二极管低。硅肖特基势垒二极管的正向电压降为0.3~0.5v。


    正向电压降随n型半导体掺杂浓度的增加而增大。


    由于高载流子浓度,肖特基势垒二极管的VI特性比普通PN结二极管的VI特性陡峭。


    优势!


    肖特基二极管用于许多其他类型的二极管性能不好的应用场合。它们有许多优点:

碳化硅肖特基应用

    低开启电压:转弯硅二极管的接通电压介于0.2到0.3伏之间,而标准硅二极管的接通电压介于0.6到0.7伏之间。这使得它具有与锗二极管几乎相同的开启电压。


    快速恢复时间:最快由于存储电荷量小,恢复时间短,因此可以用于高速开关应用。


    低结电容:


    考虑到非常小的有效面积,通常由于在硅上使用线点接触,电容水平非常小。


    肖特基二极管的优点,意味着它的性能可以远远超过其他二极管在许多领域。


    肖特基二极管的主要缺点是反向电流相对较大。由于它的金属-半导体结,当电压反向连接时,更容易产生泄漏电流。此外,肖特基二极管往往具有较低的**反向电压。它们的**值往往为50V或更低。请记住,反向电压是指当电压反向连接(从阴极到阳极)时,二极管将击穿并开始传导大量电流的值。这意味着肖特基二极管不能承受很大的反向电压而不击穿和传导大量电流。即使在达到**反向值之前,它仍会泄漏少量电流。


    根据电路的应用和使用,这可能被证明是重要的或不重要的。


    肖特基势垒二极管作为二极管整流器在电子工业中有着广泛的应用。其独特的性能使其能够用于其他二极管无法提供相同性能水平的许多应用中。尤其是用于以下领域:


    肖特基二极管以其高开关速度和高频率特性,在射频领域得到了广泛的应用。鉴于此,肖特基势垒二极管被用于许多高性能二极管环形混频器中。除此之外,它们的低开启电压、高频率性能和低电容使它们成为射频探测器的理想选择。


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