肖特基二极管的原理

如题所述


揭开肖特基二极管的神秘面纱


原理揭示:金属与半导体的亲密接触


肖特基二极管,一个以卓越科学家肖特基博士的名字命名的电子元件,其独特的构造基于金属与N型半导体的接触,而非PN结。SBD,即Schottky Barrier Diode,凭借其表面势垒效应,成为热载流子二极管的典范。它的工作原理在于,A端的贵金属(如金、银)与B端的N型半导体间形成势垒,电子从电子丰富的N型半导体向稀疏的金属迁移,形成稳定的势垒区域,这就是肖特基势垒的形成过程。


内部结构与功能特性


肖特基整流管内部,N型半导体基片上覆盖有掺杂砷的N-外延层,阳极采用钼或铝等材料,通过二氧化硅层增强耐压性能。当正向偏压施加时,势垒宽度减小,内阻减小,反之,反向偏压则会使势垒变宽,内阻增大。这种结构使得肖特基二极管在高频和低电压应用中展现出优越性能。


优势与挑战并存


SBD以高开关频率和低正向压降为优点,但反向击穿电压通常较低,限制了其在某些高压应用中的使用,比如高频电源和功率因数校正电路。尽管如此,随着技术的进步,150V和200V的高压SBD已经问世,突破了传统的局限。


不足与改进


肖特基二极管的主要缺点是反向偏压和漏电流问题,特别是在高温环境下,其反向漏电流会显著增加。为避免热失控,实际使用中需谨慎处理。不过,现代肖特基二极管技术的进步已使其反向偏压额定值提升到200V,为性能提升提供了可能。


与普通二极管的对比


与传统二极管相比,肖特基二极管的优越性在于低正向压降、快速反向恢复、低损耗和高频率响应。在微波通信和雷达技术中,肖特基二极管展现出了在混频、检波、高频开关等方面的卓越性能。


总结来说,肖特基二极管凭借其独特优势,已经在众多领域找到了其不可替代的地位,但持续的技术创新和优化仍然是推动其性能提升的关键。


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