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在金屬內(nèi)部和半導體導帶相對應的分能級上,電子密度小于半導體導帶的電子密度。因此,在二者接觸后,電子會從半導體向金屬擴散,從而使金屬帶上負電荷,半導體帶正電荷。由于金屬是理想的導體,負電荷只分布在表面為原子大小的一個薄層之內(nèi)。而對于N型半導體來說,失去電子的施主雜質(zhì)原子成為正離子,則分布在較大的厚度之中。
采用這種結構的SBD,擊穿電壓由PN結承受。通過調(diào)控N-區(qū)電阻率、外延層厚度和P 區(qū)的擴散深度,使反偏時的擊穿電壓突破了100V這個長期不可逾越的障礙,達到150V和200V。在正向偏置時,高壓SBD的PN結的導通門限電壓為0.6V,而肖特基勢壘的結電壓僅約0.3V,故正向電流幾乎全部由肖特基勢壘供給。
要問肖特基二極管與快恢復二極管的差別,以及為什么采購生產(chǎn)等都喜歡使用肖特基二極管的原因,那就是頻率的高低不同,直接影響到應用當中的能源耗損,像ASEMI的肖特基二極管,其反向恢復時間已能縮短到5ns以內(nèi)。但它的反向耐壓值較低,一般不超過去時100V。因此適宜在低壓、大電流情況下工作。利用其低壓降這特點,能提高低壓、大電流整流(或續(xù)流)電路的效率 。
什么是肖特基二極管?有何特點意義?
SBD具有開關頻率高和正向壓降低等優(yōu)點,但其反向擊穿電壓比較低,大多不高于60V,僅約100V,以致于限制了其應用范圍。像在開關電源(SMPS)和功率因數(shù)校正(PFC)電路中功率開關器件的續(xù)流二極管、變壓器次級用100V以上的高頻整流二極管、RCD緩沖器電路中用600V~1.2kV的高速二極管以及PFC升壓用600V二極管等,只有使用快速恢復外延二極管(FRED)和超快速恢復二極管(UFRD)。目前UFRD的反向恢復時間Trr也在20ns以上,根本不能滿足像空間站等領域用1MHz~3MHz的SMPS需要。即使是硬開關為100kHz的SMPS,由于UFRD的導通損耗和開關損耗均較大,殼溫很高,需用較大的散熱器,從而使SMPS體積和重量增加,不符合小型化和輕薄化的發(fā)展趨勢。因此,發(fā)展100V以上的高壓SBD,一直是人們研究的課題和關注的熱點。近幾年,SBD已取得了突破性的進展,150V和200V的高壓SBD已經(jīng)上市,使用新型材料制作的超過1kV的SBD也研制成功,從而為其應用注入了新的生機與活力。