肖特基二极管是以其发明人肖特基博士(Schottky)命名的,全称是肖特基整流二极管(Schottky Recti-fier Diode,缩写为SR),或肖特基势垒二极管(Schottky Barrier Diode、缩写为SBD )。该器件是近年来问世的低功耗、大电流、超高速半导体器件,其整流电流可达到数百安培,现已广泛应用于开关电源、变频器、驱动器等电路中,作为高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管,或在微波通信电路中作为整流二极管或小信号检波二极管。
一、结构简介
肖特基二极管内部结构与普通PN结二极管有很大区别,它的内部是由阳极金属(用钥或铝等材料制成的阻挡层)、二氧化硅(Si02)电场消除材料、N一外延层(砷材料)、N型硅基片、N+阴极层及阴极金属等构成,如图1所示。
N型基片和阳极金属之间形成肖特基势垒。当在肖特基势垒两端加上正向偏压(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,若在肖特基势垒两端加上反向偏压时,肖特基势垒层则变宽,其内阻变大。
肖特基二极管主要优点有以下两点:一是正向压降低(0.2V~0.4V ),约为一般硅二极管的一半,其伏安特性曲线如图2所示。由于正向压降低,则肖特基二极管在正向导通时的功耗较小,这是普通二极管不能比拟的,尤其是在大电流电路中。第二个优点是反向恢复时间极短(可以小到几纳秒),比超快速恢复二极管的反向恢复时间还要短。
肖特基二极管的缺点是其反向偏压较低与反向漏电流偏大。普通肖特基二极管的反向偏压大多不高于100V(部分新品最高约200V) 、其反向漏电流表现为正温度特性,容易随着温度升高而急剧变大。
提示:虽然肖特基二极管具有开关频率高和正向压降低等优点,但由于其反向偏压较小,所以多用于低压整流电路中,如液晶彩电开关电源(SMPS)次级的+24V、+12V、+5V整流,而开关电源初级和功率因数校正(PFC)电路中的整流二极管、续流二极管、升压二极管等,只能采用快恢复二极管(FRED)或超快速恢复二极管(UFRD) 。
二、封装形式
肖特基二极管分为有引线安装和表面安装(贴片式)两大类,具体封装形式如图3所示。采用有引线的肖特基二极管通常作为高频大电流整流二极管、续流二极管或保护二极管使用。
另外,根据每个单体中所含有肖特基二极管的数量又分为单管式和对管(双二极管)式两种方式。所谓单管式即内部只含有一只肖特基二极管,而对管式是指内部含有两只肖特基二极管,其具体连接又分为:共阴(两管的负极相连)、共阳(两管的正极相连)和串联(一只二极管的正极接另一只二极管的负极)三种方式。