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兩種二極管都是單向?qū)щ姡捎糜谡鲌龊稀?br />
區(qū)別是普通硅二極管的耐壓可以做得較高,但是它的恢復(fù)速度低,只能用在低頻的整流上,如果是高頻的就會因為無法快速恢復(fù)而發(fā)生反向漏電,最后導(dǎo)致管子嚴(yán)重發(fā)熱燒毀;肖特基二極管的耐壓能常較低,但是它的恢復(fù)速度快,可以用在高頻場合,故開關(guān)電源采用此種二極管作為整流輸出用,盡管如此,開關(guān)電源上的整流管溫度還是很高的。
肖特基二極管是以其發(fā)明人肖特基博士(Schottky)命名的,是肖特基勢壘二極管(Schottky Barrier Diode,縮寫成SBD)的簡稱。
和其他的二極管比起來,肖特基二極管有什么特別的呢?
SBD不是利用P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體接觸形成PN結(jié)原理制作的,而是利用金屬與半導(dǎo)體接觸形成的金屬-半導(dǎo)體結(jié)原理制作的。因此,SBD也稱為金屬-半導(dǎo)體(接觸)二極管或表面勢壘二極管,它是一種熱載流子二極管。
典型的肖特基整流管的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)是以N型半導(dǎo)體為基片,在上面形成用砷作摻雜劑的N-外延層。陽極使用鉬或鋁等材料制成阻檔層。用二氧化硅(SiO2)來消除邊緣區(qū)域的電場,提高管子的耐壓值。N型基片具有很小的通態(tài)電阻,其摻雜濃度較H-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(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù),N型基片和陽極金屬之間便形成肖特基勢壘。當(dāng)在肖特基勢壘兩端加上正向偏壓(陽極金屬接電源正極,N型基片接電源負(fù)極)時,肖特基勢壘層變窄,其內(nèi)阻變小;反之,若在肖特基勢壘兩端加上反向偏壓時,肖特基勢壘層則變寬,其內(nèi)阻變大。
肖特基整流管僅用一種載流子(電子)輸送電荷,在勢壘外側(cè)無過剩少數(shù)載流子的積累,因此,不存在電荷儲存問題(Qrr→0),使開關(guān)特性獲得時顯改善。其反向恢復(fù)時間已能縮短到10ns以內(nèi)。但它的反向耐壓值較低,一般不超過去時100V。因此適宜在低壓、大電流情況下工作。利用其低壓降這特點,能提高低壓、大電流整流(或續(xù)流)電路的效率。
利用金屬與半導(dǎo)體接觸形成肖特基勢壘構(gòu)成的微波二極管稱為肖特基勢壘二極管。這種器件對外主要呈現(xiàn)非線性電阻特性是構(gòu)成微波混頻器、檢波器和微波開關(guān)等的核心元件。
二、結(jié)構(gòu)
肖特基勢壘二極管有兩種管芯結(jié)構(gòu)。
點接觸型管芯用一根金屬絲壓接在N型半導(dǎo)體外延層表面上形成金半接觸。面結(jié)合型管芯先要在N型半導(dǎo)體外延層表面上生成二氧化硅(SiO2)保護(hù)層,再用光刻的辦法腐蝕出一個小孔,暴露出N型半導(dǎo)體外延層表面,淀積一層金屬膜(一般采用金屬鉬或鈦,稱為勢壘金屬)形成金半接觸,再蒸鍍或電鍍一層金屬(金、銀等)構(gòu)成電極。
兩種管芯結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體一側(cè)都采用重?fù)诫sN+層作襯底,并在其上形成歐姆接觸的電極。面結(jié)合型管性能要優(yōu)于點接觸管,
主要原因在于:
(1) 點接觸管表面不易清潔
針點壓力會造成半導(dǎo)體表面畸變
其接觸勢壘不是理想的肖特基勢壘
受到機械震動時還會產(chǎn)生顫抖噪聲。面結(jié)合型管金半接觸界面比較平整不暴露而較易清潔
其接觸勢壘幾乎是理想的肖特基勢壘。
2) 不同的點接觸管在生產(chǎn)時壓接壓力不同
使得肖特基結(jié)的直徑不同
因此性能一致性差可靠性也差。面結(jié)合型管采用平面工藝
因此性能穩(wěn)定,一致性好,不易損壞。從面結(jié)合型二極管的結(jié)構(gòu)圖和等效電路,可以看出各部分的結(jié)構(gòu)尺寸量級。通常這種管芯要進(jìn)行封裝才能方便地使用。肖特基勢壘二極管的典型封裝結(jié)構(gòu)可采用“炮彈”式、微帶式、SOT貼片式等。
三、外觀與標(biāo)識
除了型號,外形上一般沒什么區(qū)別,但可以測量正向壓降進(jìn)行區(qū)別,直接用數(shù)字萬用表測(小電流)普通二極管在0.5V以上,肖特基二極管在0.3V以下,大電流時普通二極管在0.8V左右,肖特基二極管在0.5V以下;SR350 就是表示3A50V。另肖特基二極管耐壓一般在100V以下,沒有150V以上的。
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