sbd,肖特基二極管原理和作用詳解-KIA MOS管

肖特基二極管原理

肖特基勢(shì)壘二極管（SBD），屬于金屬-半導(dǎo)體結(jié)電子器件，由金屬層（金/鉬/鎳/鈦等）與N型半導(dǎo)體（硅/砷化鎵）形成肖特基勢(shì)壘接觸。

肖特基二極管的原理在于貴金屬（如金、銀、鋁、鉑等）與N型半導(dǎo)體的接觸面上所形成的勢(shì)壘。當(dāng)這兩種材料相接觸時(shí)，由于N型半導(dǎo)體中電子濃度遠(yuǎn)高于貴金屬，電子會(huì)從B（N型半導(dǎo)體）向A（貴金屬）擴(kuò)散。值得注意的是，金屬A中缺乏空穴，因此不存在空穴的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)從A到B。隨著電子的不斷擴(kuò)散，B表面的電子濃度逐漸降低，破壞了表面的電中性，進(jìn)而形成了從B指向A的勢(shì)壘電場(chǎng)。然而，在該電場(chǎng)的作用下，A中的電子也會(huì)產(chǎn)生從A到B的漂移運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)在一定程度上會(huì)抵消由于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電場(chǎng)。當(dāng)空間電荷區(qū)達(dá)到一定寬度后，電子的漂移運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，從而形成了穩(wěn)定的肖特基勢(shì)壘。

肖特基二極管的結(jié)構(gòu),特性

不使用pn結(jié)，而是使用某種金屬與n型半導(dǎo)體結(jié)作為二極管。這種結(jié)叫做肖特基結(jié)。

肖特基二極管的VF非常小，而且不使用空穴，因此非常高速，這一點(diǎn)可以說達(dá)到理想狀態(tài)，但是因?yàn)榉聪螂娏鱅R大，所以不適合用作高耐壓元件。

正向偏壓：當(dāng)金屬端接正電壓、半導(dǎo)體端接負(fù)電壓時(shí)，勢(shì)壘寬度減小，電子可越過勢(shì)壘形成導(dǎo)電通道，電流主要依賴熱電子發(fā)射效應(yīng)。

反向偏壓：勢(shì)壘寬度增加，電子無法越過勢(shì)壘，形成高阻截止?fàn)顟B(tài)。

低正向壓降：典型值為0.2-0.3V，適用于低壓大電流場(chǎng)景。

高頻特性：因無少數(shù)載流子儲(chǔ)存效應(yīng)，開關(guān)速度可達(dá)10ns以內(nèi)，適合高頻電路。

耐壓限制：反向擊穿電壓通常不超過100V，限制了高壓應(yīng)用場(chǎng)景。

1、正向壓降低：由于肖特基勢(shì)壘高度低于PN結(jié)勢(shì)壘高度，故其正向?qū)ㄩT限電壓和正向壓降都比PN結(jié)二極管低（約低0.2V）。

2、反向恢復(fù)時(shí)間快：由于SBD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。SBD的反向恢復(fù)時(shí)間只是肖特基勢(shì)壘電容的充、放電時(shí)間，完全不同于PN結(jié)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間。由于SBD的反向恢復(fù)電荷非常少，故開關(guān)速度非常快，開關(guān)損耗也特別小，尤其適合于高頻應(yīng)用。

3、工作頻率高：由于肖特基二極管中少數(shù)載流子的存貯效應(yīng)甚微，所以其頻率響僅為RC時(shí)間常數(shù)限制，因而，它是高頻和快速開關(guān)的理想器件。其工作頻率可達(dá)100GHz。

4、反向耐壓低：由于SBD的反向勢(shì)壘較薄，并且在其表面極易發(fā)生擊穿，所以反向擊穿電壓比較低。由于SBD比PN結(jié)二極管更容易受熱擊穿，反向漏電流比PN結(jié)二極管大。

肖特基二極管的作用

肖特基二極管（SBD）具有開關(guān)頻率高和正向壓降低的特性，廣泛應(yīng)用于高頻電路與電源管理、大電流整流與保護(hù)、通信與射頻設(shè)備中。

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