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肖特基二极管
肖特基二极体的符号 肖特基二极管
各种不同的肖特基二极管,左侧是小信号的肖特基二极管,中间和右侧则是中高功率的肖特基二极管

肖特基二极管(又译萧特基二极管)是一种导通电压降较低、允许高速切换的二极管,是利用肖特基势垒特性而产生的电子元件,其名称是为了纪念德国物理学家华特·肖特基(Walter H. Schottky)。

肖特基二极体的导通电压非常低。一般的二极管在电流流过时,会产生约 0.7-1.7 伏特的电压降,不过肖特基二极管的电压降只有 0.15-0.45 伏特,因此可以提升系统的效率。

结构

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肖特基二极管是利用金属-半导体接面作为肖特基势垒,以产生整流的效果,和一般二极管中由半导体-半导体接面产生的P-N结不同。肖特基势垒的特性使得肖特基二极管的导通电压降较低,而且可以提高切换的速度。

反向恢复时间

肖特基二极管和一般二极管**的差异在于反向恢复时间,也就是二极管由流过正向电流的导通状态,切换到不导通状态所需的时间。

一般二极管的反向恢复时间大约是数百 nS,若是高速二极管则会低于一百 nS,肖特基二极管没有反向恢复时间,因此小信号的肖特基二极管切换时间约为数十 pS,特殊的大容量肖特基二极管切换时间也才数十 pS。由于一般二极管在反向恢复时间内会因反向电流而造成EMI噪声。肖特基二极管可以立即切换,没有反向恢复时间及反相电流的问题。

肖特基二极管是一种使用多数载流子的半导体元件,若肖特基二极管是使用N型半导体,其二极管的特性是由多数载流子(即电子)所产生。多数载流子快速地由半导体穿过接面,注入另一侧金属的传导带,由于此过程不涉及N 型、P 型载流子的结合(随机反应而且需要时间较长),因此肖特基二极管停止导通的速度会比传统的二极管速度要快。这样的特性使得元件需要的面积可以减少,又进一步的减少切换所需的时间。在切换式电源供应器中常会用到肖特基二极管,因为肖特基二极体允许高速切换,电路可以在200kHz到2MHz的频率下操作,也就可以使用较小的电感器及电容器,同时可以提升电源供应器的效率。小体积的肖特基二极管**高可工作在50GHz的频率,因此是 RF (无线电频率)侦测器及 mixer(混频器) 中的重要零件。

缺点

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肖特基二极管**的缺点是其反向偏置较低及反向漏电流偏大,像使用硅及金属为材料的肖特基二极管,其反向偏置额定耐压**高只到 50V,而反向漏电流值为正温度特性,容易随着温度升高而急遽变大,实务设计上需注意其热击穿的隐忧。为了避免上述的问题,肖特基二极管实际使用时的反向偏置都会比其额定值小很多。不过目前肖特基二极管的技术也已有了进步,其反向偏置的额定值**可以到200V。现行技术也可以制造出反向偏压更高的肖特基二极管,但是其导通电压也会升高到和普通二极管相同的水平,[1]因此除非是需要高切换速度的场合,这种二极管在应用中没有优势。

碳化硅肖特基二极管

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碳化硅肖特基二极管是一种新型的肖特基二极管,与传统的硅管相比,其反向漏电流更低、反向偏压更高,但导通电压也更高。这种二极管可用于制造更高效的电源适配器。时至2011年,市面上可购买到反向偏压高达1700V的产品。[2]碳化硅肖特基二极管具有优良的热导率,温度因素对二极管的切换特征和温度特征只有很小的影响。特殊封装的碳化硅肖特基二极管可以在结温达500K (约200°C)是依然正常工作,用于航空领域时,仅靠被动辐射即可实现被动散热。

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