前言
二極管在電子電路中的應(yīng)用是非常廣泛的,作為一種導(dǎo)通電壓降較低、允許高速切換的二極管。肖特基二極管是金、銀、鋁、鉑等貴金屬為正極,以N型半導(dǎo)體為負(fù)極,利用二者接觸面上形成的勢壘具有整流特性而制成的金屬-半導(dǎo)體器件。因?yàn)镹型半導(dǎo)體中存在著大量的電子,貴金屬中僅有極少量的自由電子,所以電子便從濃度高中向濃度低中擴(kuò)散。
肖特基整流管的基本結(jié)構(gòu)原理與PN結(jié)整流管有很大的區(qū)別。通常將PN結(jié)整流管稱作結(jié)整流管,而把金屬-半導(dǎo)管整流管叫作肖特基整流管,采用硅平面工藝制造的鋁硅肖特基二極管也已問世,這不僅可節(jié)省貴金屬,大幅度降低成本,還改善了參數(shù)的一致性。
肖特基二極管是利用肖特基勢壘特性而產(chǎn)生的電子元件,具有以整流效應(yīng),切換的速度快。通常情況下,肖特基二極體的導(dǎo)通電壓非常低,一般的二極管在電流流過時,會產(chǎn)生約 0.7-1.7V的電壓降,不過肖特基二極管的電壓降只有0.15-0.45 V,因此它可以提升電子系統(tǒng)的效率。
一、肖特基二極管的優(yōu)勢
通常,肖特基二極管的優(yōu)勢主要包括以下幾個方面:
1、 正向壓降低:肖特基二極管的正向?qū)ㄩT限電壓和正向壓降都比PN結(jié)二極管低,大約低0.2V,這使得肖特基二極管在正向?qū)〞r具有更低的功耗。
2、 開關(guān)速度快:肖特基二極管是一種多數(shù)載流子導(dǎo)電器件,不存在少數(shù)載流子壽命和反向恢復(fù)問題。因此肖特基二極管的反向恢復(fù)時間非常短,僅為肖特基勢壘電容的充、放電時間,這使得肖特基二極管具有非常快的開關(guān)速度,適用于高頻應(yīng)用。
3、噪音小:與典型的PN結(jié)二極管相比,肖特基二極管產(chǎn)生的不需要的噪聲更少。
4、高電流密度:肖特基二極管的耗盡區(qū)可以忽略不計(jì),因此施加很小的電壓就足以產(chǎn)生大電流。這使得肖特基二極管具有高電流密度的特性,適用于大電流應(yīng)用。
5、反向恢復(fù)電荷少:由于肖特基二極管的反向恢復(fù)電荷非常少,其開關(guān)損耗也特別小。
6、低功耗特性更好:肖特基二極管將消耗更少的功率,可以輕松滿足低壓應(yīng)用的要求。
二、肖特基二極管的應(yīng)用
正是由于肖特基二極管具有上述獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),它在很多領(lǐng)域發(fā)揮著獨(dú)特的優(yōu)勢。由于較低的正向壓降和較高的開關(guān)速度,肖特基二極管廣泛用于多種應(yīng)用,例如在功率轉(zhuǎn)換電路中作為升壓和降壓二極管。
目前,肖特基二極管仍然廣泛應(yīng)用于高頻、低壓、大電流等應(yīng)用上,常常作為整流二極管、續(xù)流二極管、保護(hù)二極管,小信號檢波二極管等使用,廣泛應(yīng)用于變頻器、開關(guān)電源、驅(qū)動器等電路中。由于肖特基結(jié)正向?qū)〞r沒有非平衡載流子的儲存效應(yīng),不積累電荷,肖特基二極管能在很高的頻率,如微波波段下工作,大容量肖特基二極管應(yīng)用于各種高頻電力電子電路。
幾大常見的應(yīng)用場景
1、 電源管理:肖特基二極管廣泛應(yīng)用于電腦電源的整機(jī)電路、筆記本電腦的電源適配器、液晶電視和液晶顯示器電源、電動車電瓶充電器等。在這些應(yīng)用中,肖特基二極管通常用作高頻、低壓、大電流整流二極管,以提高電源效率。
2、 開關(guān)電源:肖特基二極管在開關(guān)電源中也有廣泛應(yīng)用,其快速的開關(guān)速度和低正向?qū)▔航凳沟盟谶@種應(yīng)用中具有優(yōu)勢。
3、 汽車電子:在汽車電子領(lǐng)域,肖特基二極管也有廣泛應(yīng)用,如用于汽車電子控制單元(ECU)的電源管理、車燈驅(qū)動等。
4、 通信電路:在通信電路中,肖特基二極管可以用作整流二極管、續(xù)流二極管或保護(hù)二極管,以提高通信電路的性能和效率。
5、高速數(shù)字電路和射頻電路:肖特基二極管也常用于高速數(shù)字電路和射頻電路中,作為開關(guān)、整流或檢波元件。
目前,市面上超過300V-400V的肖特基二極管是很少的,一般的工作電壓在200V以內(nèi)。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:科普 | 肖特基二極管有哪些特點(diǎn)及應(yīng)用?
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