肖特基二极管广泛使用于开关电源中,每一个从事电子职业的人都有听过肖特基,但咱们是否真实了解,肖特基内部结构、使用规模以及为什么肖特基广泛使用于高频开关电源中?那么下面就让咱们一同走进肖特基的国际寻觅咱们想要的答案。
二极管有多种类型:按资料分为锗二极管、硅二极管、砷化镓二极管等;按管芯结构可分为面触摸二极管和点触摸二极管;按用处不同又可分为整流二极管、检波二极管、稳压二极管、变容二极管、光电二极管、发光二极管、开关二极管、快速康复二极管等;依照结类型又可分为半导体结型二极管和金属半导体结型二极管,可是肖特基二极管就归于金属半导体结型二极管。
一、肖特基二极管的内部结构
肖特基(Schottky)二极管也称肖特基势垒二极管(简称SBD),是由金属与半导体触摸构成的势垒层为根底制成的二极管如图 1所示,其主要特点是正导游通压降小(约0.45V),反向康复时刻短和开关损耗小,是一种低功耗、超高速半导体器材。肖特基二极管在结构原理上与PN结二极管有很大差异,它的内部是由阳极金属(用钼或铝等资料制成的阻挡层)、二氧化硅(SiO2)电场消除资料、N-外延层(砷资料)、N型硅基片、N+阴极层及阴极金属等构成,如图1所示。在N型基片和阳极金属之间构成肖特基势垒。当在肖特基势垒两头加上正向偏压(阳极金属接电源正极,N型基片接电源负极)时,肖特基势垒层变窄,其内阻变小;反之,若在肖特基势垒两头加上反向偏压时,肖特基势垒层则变宽,其内阻变大。
图 1
肖特基二极管存在的问题是耐压比较低,反向漏电流比较大。现在使用在功率改换电路中的肖特基二极管的大体水平是耐压在150V以下,均匀电流在100A以下,反向康复时刻在10~40ns。肖特基二极管使用在高频低压电路中,是比较抱负的。
二、肖特基二极管使用
开关电源傍边咱们常常会用到肖特基二极管,可是因为不同厂商等原因性能上就相差很大,咱们挑选肖特基时必需求考虑以下几点参数:
1、导通压降VF
VF为二极管正导游通时二极管两头的压降,当经过二极管的电流越大,VF越大;当二极管温度越高时,VF越小。
2、反向饱满漏电流IR
IR指在二极管两头参加反向电压时,流过二极管的电流,肖特基二极管反向漏电流较大,挑选肖特基二极管是尽量挑选IR较小的二极管。
3、额定电流IF
指二极管长时刻运行时,依据答应温升折算出来的均匀电流值。
4. 最大浪涌电流IFSM
答应流过的过量的正向电流。它不是正常电流,而是瞬间电流,这个值相当大。
5.最大反向峰值电压VRM
即便没有反向电流,只需不断地进步反向电压,早晚会使二极管损坏。这种能加上的反向电压,不是瞬时电压,而是重复加上的正反向电压。因给整流器加的是沟通电压,它的最大值是规则的重要因子。最大反向峰值电压VRM指为防止击穿所能加的最大反向电压。现在肖特基最高的VRM值为150V。
6. 最大直流反向电压VR
上述最大反向峰值电压是重复加上的峰值电压,VR是连续加直流电压时的值。用于直流电路,最大直流反向电压关于确认答应值和上限值是很重要的.
7.最高作业频率fM
因为PN结的结电容存在,当作业频率超越某一值时,它的单导游电性将变差。肖特基二极管的fM值较高,最大可达100GHz。
8.反向康复时刻Trr
当作业电压从正向电压变成反向电压时,二极管作业的抱负情况是电流能瞬时截止。实践上,一般要推迟一点点时刻。决议电流截止延时的量,便是反向康复时刻。尽管它直接影响二极管的开关速度,但不一定说这个值小就好。也即当二极管由导通忽然反向时,反向电流由很大衰减到挨近IR时所需求的时刻。大功率开关管作业在高频开关情况时,此项目标至为重要。
9. 最大耗散功率P
二极管中有电流流过,就会吸热,而使本身温度升高。在实践中外部散热情况对P也是影响很大。详细讲便是加在二极管两头的电压乘以流过的电流加上反向康复损耗。
三、肖特基与快康复二极管比照
快康复二极管是反向康复时刻很短的二极管(5us以下),其正向压降高于一般二极管(0.8~2V)反向耐压在1200V以下,在性能上能够分为快康复和超快康复,后者能够到达100ns以下。
肖特基二极管反向康复时刻在10ns以下,反向漏电流较大,耐压低,一般低于150V多用于低压场合。
肖特基二极管和快康复二极管差异:前者的康复时刻比后者小一百倍左右,前者的反向康复时刻大约为几纳秒。前者的长处还有低功耗,大电流,超高速;后者有较高的开关速度,一起也能得到较高的耐压,反向漏电小,可用于电压较高且频率较高的场合。
别的肖特基二极管的ESD承受能力低于快康复二极管。