深度挖掘肖特基二極管應(yīng)用要點

肖特基二極管廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源中，每一個從事電子行業(yè)的人都有聽過肖特基，但我們是否真正了解,肖特基內(nèi)部結(jié)構(gòu)、應(yīng)用范圍以及為什么肖特基廣泛應(yīng)用于高頻開關(guān)電源中？那么下面就讓我們一起走進肖特基的世界尋找我們想要的答案。

二極管有多種類型：按材料分為鍺二極管、硅二極管、砷化鎵二極管等；按管芯結(jié)構(gòu)可分為面接觸二極管和點接觸二極管；按用途不同又可分為整流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極管、變?nèi)荻O管、光電二極管、發(fā)光二極管、開關(guān)二極管、快速恢復(fù)二極管等；按照結(jié)類型又可分為半導體結(jié)型二極管和金屬半導體結(jié)型二極管，然而肖特基二極管就屬于金屬半導體結(jié)型二極管。

一、肖特基二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

肖特基（Schottky）二極管也稱肖特基勢壘二極管（簡稱SBD），是由金屬與半導體接觸形成的勢壘層為基礎(chǔ)制成的二極管如圖 1所示，其主要特點是正向?qū)▔航敌。s0.45V），反向恢復(fù)時間短和開關(guān)損耗小，是一種低功耗、超高速半導體器件。肖特基二極管在結(jié)構(gòu)原理上與PN結(jié)二極管有很大區(qū)別，它的內(nèi)部是由陽極金屬（用鉬或鋁等材料制成的阻擋層）、二氧化硅（SiO2）電場消除材料、N-外延層（砷材料）、N型硅基片、N+陰極層及陰極金屬等構(gòu)成，如圖1所示。在N型基片和陽極金屬之間形成肖特基勢壘。當在肖特基勢壘兩端加上正向偏壓（陽極金屬接電源正極，N型基片接電源負極）時，肖特基勢壘層變窄，其內(nèi)阻變??；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。

圖 1

肖特基二極管存在的問題是耐壓比較低，反向漏電流比較大。目前應(yīng)用在功率變換電路中的肖特基二極管的大體水平是耐壓在150V以下，平均電流在100A以下，反向恢復(fù)時間在10～40ns。肖特基二極管應(yīng)用在高頻低壓電路中，是比較理想的。

二、肖特基二極管應(yīng)用

開關(guān)電源當中我們經(jīng)常會用到肖特基二極管，但是由于不同廠商等原因性能上就相差很大，我們選擇肖特基時必須要考慮以下幾點參數(shù)：

1、導通壓降VF

VF為二極管正向?qū)〞r二極管兩端的壓降，當通過二極管的電流越大，VF越大；當二極管溫度越高時，VF越小。

2、反向飽和漏電流IR

IR指在二極管兩端加入反向電壓時，流過二極管的電流，肖特基二極管反向漏電流較大，選擇肖特基二極管是盡量選擇IR較小的二極管。

3、額定電流IF

指二極管長期運行時，根據(jù)允許溫升折算出來的平均電流值。

4. 最大浪涌電流IFSM

允許流過的過量的正向電流。它不是正常電流，而是瞬間電流，這個值相當大。

5．最大反向峰值電壓VRM

即使沒有反向電流，只要不斷地提高反向電壓，遲早會使二極管損壞。這種能加上的反向電壓，不是瞬時電壓，而是反復(fù)加上的正反向電壓。因給整流器加的是交流電壓，它的最大值是規(guī)定的重要因子。最大反向峰值電壓VRM指為避免擊穿所能加的最大反向電壓。目前肖特基最高的VRM值為150V。

6. 最大直流反向電壓VR

上述最大反向峰值電壓是反復(fù)加上的峰值電壓，VR是連續(xù)加直流電壓時的值。用于直流電路，最大直流反向電壓對于確定允許值和上限值是很重要的.

7．最高工作頻率fM

由于PN結(jié)的結(jié)電容存在，當工作頻率超過某一值時，它的單向?qū)щ娦詫⒆儾睢Ｐぬ鼗O管的fM值較高，最大可達100GHz。

8．反向恢復(fù)時間Trr

當工作電壓從正向電壓變成反向電壓時，二極管工作的理想情況是電流能瞬時截止。實際上，一般要延遲一點點時間。決定電流截止延時的量，就是反向恢復(fù)時間。雖然它直接影響二極管的開關(guān)速度，但不一定說這個值小就好。也即當二極管由導通突然反向時，反向電流由很大衰減到接近IR時所需要的時間。大功率開關(guān)管工作在高頻開關(guān)狀態(tài)時，此項指標至為重要。

9. 最大耗散功率P

二極管中有電流流過，就會吸熱，而使自身溫度升高。在實際中外部散熱狀況對P也是影響很大。具體講就是加在二極管兩端的電壓乘以流過的電流加上反向恢復(fù)損耗。

三、肖特基與快恢復(fù)二極管對比

快恢復(fù)二極管是反向恢復(fù)時間很短的二極管（5us以下），其正向壓降高于普通二極管（0.8~2V）反向耐壓在1200V以下，在性能上可以分為快恢復(fù)和超快恢復(fù)，后者可以達到100ns以下。

肖特基二極管反向恢復(fù)時間在10ns以下，反向漏電流較大，耐壓低，一般低于150V多用于低壓場合。

肖特基二極管和快恢復(fù)二極管區(qū)別：前者的恢復(fù)時間比后者小一百倍左右，前者的反向恢復(fù)時間大約為幾納秒。前者的優(yōu)點還有低功耗，大電流，超高速；后者有較高的開關(guān)速度,同時也能得到較高的耐壓，反向漏電小，可用于電壓較高且頻率較高的場合。

另外肖特基二極管的ESD承受能力低于快恢復(fù)二極管。