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肖特基二极管伏安特性

归档日期:07-07       文本归类:反向恢复      文章编辑:爱尚语录

  肖特基二极管(SBD)是一种低功耗、大电流、超高速半导体器件。其显著的特点为反向恢复时间极短(可以小到几纳秒),正向导通压降仅0.4V左右,而整流电流却可达到几千安培。肖特基二极管多用作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管,也有用在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。常用在彩电的二次电源整流,高频电源整流中。

  肖特基二极管是以其发明人肖特基博士(Schottky)命名的,SBD是肖特基势垒二极管(SchottkyBarrierDiode,缩写成SBD)的简称。SBD不是利用P型半导体与N型半导体接触形成PN结原理制作的,而是利用金属与半导体接触形成的金属-半导体结原理制作的。因此,SBD也称为金属-半导体(接触)二极管或表面势垒二极管,它是一种热载流子二极管。

  肖特基二极管(Schottky Barrier Diode) ,它是具有肖特基特性的“金属半导体结”的二极管。其正向起始电压较低。其金属层除钨材料外,还可以采用金、钼、镍、钛等材料。其半导体材料采用硅或砷化镓,多为型半导体。

  肖特基二极管的作用是单相导电特性的,利用金属与半导体接触所形成的势垒对电流进行控制。这也就是我们常常说的肖特基二极管的作用原理。

  肖特基二极管是贵金属(金、银、铝、铂等)A为正极,以N型半导体B为负极,利用二者接触面上形成的势垒具有整流特性而制成的多属-半导体器件。因为N型半导体中存在着大量的电子,贵金属中仅有极少量的自由电子,所以电子便从浓度高的B中向浓度低的A中扩散。显然,金属A中没有空穴,也就不存在空穴自A向B的扩散运动。随着电子不断从B扩散到A,B表面电子浓度表面逐渐降轻工业部,表面电中性被破坏,于是就形成势垒,其电场方向为BA。但在该电场作用之下,A中的电子也会产生从AB的漂移运动,从而消弱了由于扩散运动而形成的电场。当建立起一定宽度的空间电荷区后,电场引起的电子漂移运动和浓度不同引起的电子扩散运动达到相对的平衡,便形成了肖特基势垒。

  基本原理是:在金属和N型硅片的接触面上,用金属与半导体接触所形成的势垒对电流进行控制。肖特基与PN结的整流作用原理有根本性的差异。其耐压程度只有40V左右,大多不高于60V,以致于限制了其应用范围。其特长是:开关速度非常快:反向恢复时间特别地短。因此,能制作开关二极和低压大电流整流二极管。

  肖特基二极管两端加正向电压时,就产生正向电流,当正向电压较小时,正向电流极小(几乎为零),这一部分称为死区,相应的A(A)点的电压称为死区电压或门槛电压(也称阈值电压),硅管约为0.5V,锗管约为0.1V,如图中OA(OA)段。

  当正向电压超过门槛电压时,正向电流就会急剧地增大,肖特基二极管呈现很小电阻而处于导通状态。这时硅管的正向导通压降约为0.6~0.7V,锗管约为0.2~0.3V,如图中AB(AB)段。

  肖特基二极管正向导通时,要特别注意它的正向电流不能超过值,否则将烧坏PN结。

  肖特基二极管两端加上反向电压时,在开始很大范围内,肖特基二极管相当于非常大的电阻,反向电流很小,且不随反向电压而变化。此时的电流称之为反向饱和电流IR,见图中OC(OC)段。

  肖特基二极管反向电压加到一定数值时,反向电流急剧增大,这种现象称为反向击穿。此时对应的电压称为反向击穿电压,用UBR表示,如图1.11中CD(CD)段。

  由于肖特基二极管的核心是一个PN结,它的导电性能与温度有关,温度升高时肖特基二极管正向特性曲线向左移动,正向压降减小;反向特性曲线向下移动,反向电流增大。

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