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  6. 肖特基二極管結構特點與應用電路圖分析
    • 發布時間:2019-12-19 17:09:35
    • 來源:
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    肖特基二極管結構特點與應用電路圖分析
    1、什么是肖特基二極管?
    特基勢壘二極管(代號SBD)簡稱肖特基二極管,它是低功耗、大電流、超高速半導體整流器件。其反向恢復時間( trr)極短,可小到幾納秒,正向導通壓降僅0.4V左右,而工作電流卻可達到幾千安。
    2、肖特基二極管結構特點
    典型的肖特基二極管的內部結構如圖1-61所示。它是以N型半導體為基片,在上面形成用砷作摻雜劑的N外延層。陽極(阻擋層)材料選用貴金屬鋁。二氧化硅( Sio2)用來消除邊緣區域的電場,提高管子的耐壓值。N型基片具有很小的通態電阻,其摻雜濃度較N層要高100倍。在基片下邊形成N+陰極層,其作用是減小陰極的接觸電阻。通過調整結構參數,可在基片與陽極金屬之間形成合適的肖特基勢壘,當加上正偏壓E時,金屬A和N型基片B分別接電源的正、負極,此時勢壘寬度Wo變窄,加負偏壓-E時,勢壘寬度就增加,分別如圖1-62 (a)、圖1-62 (b)所示。
    肖特基二極管
    肖特基二極管
    從結構上看,肖特基二極管的結構原理與PN結二極管有很大區別。通常將PN結整流管稱作結型整流管,而把金屬一半導體整流管叫作肖特基整流管。近年來,采用硅平面工藝制造的鋁硅肖特基二極管已經問世,這不僅可節省貴金屬,降低成本,還改善了產品參數的一致性。
    肖特基二極管僅用一種載流子(電子)輸送電荷,在勢壘外側無過剩少數載流子的積累,因此不存在電荷儲存問題,反向恢復電荷Qrr→0,使開關特性得到明顯改善。其反向恢復時間trr已能縮短到10ns以內,但其反向耐壓值較低,一般不超過100V。因此適宜在低壓、大電流情況下工作。利用其低壓降的特點,能提高低壓、大電流整流(或續流)電路的效率。   
    肖特基二極管的典型伏安特性如圖1-63所示,其正向導通壓降介于鍺管與硅管之間。表1-14列出4種肖特基二極管的參數,供讀者參考。表中有3種型號的管子的內部結構屬于共陰對管,因此有3個引腳,如圖1-64所示,其中1、3腳為正極,2腳為負極。
    肖特基二極管
    肖特基二極管
    肖特基二極管
     3、肖特基二極管典型應用
      肖特基二極管可廣泛用于高頻、低壓、大電流整流,也可作為續流二極管使用。
    ①作開關電源中的續流二極管。圖1-65所示是由L296型大電流單片開關穩壓器構成的高效開關電源。L296的輸入電壓Vi為9~46V,最大輸出電流IOM為4A,輸出電壓Vc為5.1~40V,最大輸出功率為160W,電源效率可達90%。VD為7A肖特基二極管,起續流作用。當內部開關功率管導通時,VD截止,一部分電能儲存在L中,當開關功率管截止時,VD導通,L中儲存的電能經過VD繼續向負載供電,維持輸出電壓不變。
    肖特基二極管
    ②作逆變器的保護元件。新型逆變器中開始采用巨型晶體管GTR(也稱電力晶體管),其工作頻率優于可關斷晶閘管GTO。但GTO容易被過壓或過流損壞。通常可將肖特基二極管VD與GTR并聯使用,VD可為反向電動勢提供泄放回路。
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