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肖特基二极管工作原理!-国晶微半导体76
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: 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。 无锡国晶微半导体技术有限公司是宽禁带第三代半导体碳化硅SiC功率器件、氮化镓GaN光电器件以及常规集成电路研发及产业化的高科技创新型企业,从事碳化硅场效应管,碳化硅肖特基二极管、GaN光电光耦继电器、单片机集成电路等产品芯片设计、生产与销售并提供相关产品整体方案设计配套服务,总部位于江苏省无锡市高新技术开发区内,并在杭州、深圳和香港设有研发中心和销售服务支持中心及办事处。 公司具有国内领先的研发实力,专注于为客户提供高效能、低功耗、低阻值、品质稳定的碳化硅高低功率器件及光电集成电路产品,同时提供一站式的应用解决方案和现场技术支持服务,使客户的系统性能优异、灵活可靠,并具有成本竞争力。 公司的碳化硅功率器件涵盖650V/2A-100A,1200V/2A-90A,1700V/5A-80A等系列,产品已经投入批量生产,产品完全可以对标国际品牌同行的先进品质及水平。先后推出全电流电压等级碳化硅肖特基二极管、通过工业级、车规级可靠性测试的碳化硅MOSFET系列产品,性能达到国际先进水平,应用于太阳能逆变电源、新能源电动汽车及充电桩、智能电网、高频电焊、轨道交通、工业控制特种电源、国防军工等领域。由于其具有高速开关和低导通电阻的特性,即使在高温条件下也能体现优异的电气特性,大幅降低开关损耗,使元器件更小型化及轻量化,效能更高效,提高系统整体可靠性,可使电动汽车在续航里程提升10%,整车重量降低5%左右,并实现设计用充电桩的高温环境下安全、稳定运行。 特别在高低压光耦半导体技术方面更是拥有业内领先的研发团队。在国内创先设计开发了28nm光敏光栅开关PVG芯片技术,并成功量产应用于60V、400V、600V高低压、低内阻、低电容的光电耦合继电器芯片、涵盖1500kVrmsSOP超小封装及3750kVrms隔离增强型常规SMD、DIP等不同封装,单路、双路、混合双路、常开常闭等电路产品,另包括200VSOIMOS/LIGBT集成芯片、100VCMOS/LDMOS集成芯片、8bit及32bit单片机等集成电路产品,均获得市场及各重点科研单位、检测机构的新产品认定。 公司核心研发团队中大部分工程师拥有硕士及以上学位,并有多名博士主持项目的开发。公司建立了科技创新和知识产权管理的规范体系,在电路设计、半导体器件及工艺设计、可靠性设计、器件模型提取等方面积累了众多核心技术,拥有多项国际、国内自主发明专利。 “国之重器,从晶出发,自强自主,成就百年”是国晶微半导体的企业目标,我们为员工提供精彩的发展空间,为客户提供精良的产品服务,我们真诚期待与您携手共赢未来。
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