肖特基二極管
肖特基二極管(Schottky BarrierDiode SBD),也稱肖特基勢(shì)壘二極管,與PN結(jié)二極管相比具有更低的正向壓降和更快的開關(guān)速度。
這是因?yàn)樾ぬ鼗O管采用了金屬與半導(dǎo)體的接觸方式,形成了一個(gè)非常薄的勢(shì)壘,在正向偏置時(shí)可以迅速導(dǎo)通,并且在反向偏置時(shí)只有非常小的反向漏電流。
肖特基二極管除了應(yīng)用于高頻整流、開關(guān)電源、太陽能電池等場合,同時(shí)也可以作為放大器、混頻器和檢波器等器件的關(guān)鍵元件。
基本原理
肖特基二極管的基本原理是:在金屬(例如鉛)和半導(dǎo)體(N型硅片)的接觸面上,用已形成的肖特基來阻擋反向電壓。
肖特基與PN結(jié)的整流作用原理有根本性的差異。
肖特基的耐壓程度比較低,一般在 40 - 150V左右,其特長是:開關(guān)速度非常快,反向恢復(fù)時(shí)間特別地短。因此,能制作開關(guān)二極管和低壓大電流整流二極管。
肖特基二極管的金屬層除鎢材料外,還可以采用金、鉬、鎳、鈦等材料。其半導(dǎo)體材料采用硅或砷化鎵,這種器件是由多數(shù)載流子導(dǎo)電的,所以,其反向飽和電流較以少數(shù)載流子導(dǎo)電的PN結(jié)大得多。
由于肖特基二極管中少數(shù)載流子的存儲(chǔ)效應(yīng)甚微,所以其頻率響應(yīng)僅為RC時(shí)間常數(shù)限制,因此,它是高頻和快速開關(guān)的理想器件。其工作頻率可達(dá)100GHz。并且,MIS(金屬-絕緣體-半導(dǎo)體)肖特基二極管可以用來制作太陽能電池或發(fā)光二極管(光的頻率更高)。
因?yàn)樾ぬ鼗O管的正向?qū)妷汉艿停瑑H為 0.3V 左右,因此,肖特基二極管常用在 IO 口的鉗位保護(hù)電路中,如上圖中①部分所示的電路。
同時(shí)肖特基二極管在門電路中作為三極管集電極的箝位二極管,以防止三極管因進(jìn)入飽和狀態(tài)而降低開關(guān)速度,如上圖中的二極管 D1 。
總結(jié)起來就是,肖特基勢(shì)壘二極管反向恢復(fù)時(shí)間極短(可以小到幾納秒),正向?qū)▔航祪H0.3V左右,而整流電流卻可達(dá)到幾千安培。
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