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肖特基二極管伏安特性

2019年06月14日 17:29 lq 作者: 用戶評(píng)論(0

肖特基二極管(SBD)是一種低功耗、大電流、超高速半導(dǎo)體器件。其顯著的特點(diǎn)為反向恢復(fù)時(shí)間極短(可以小到幾納秒),正向?qū)▔航祪H0.4V左右,而整流電流卻可達(dá)到幾千安培。肖特基二極管多用作高頻、低壓、大電流整流二極管、續(xù)流二極管、保護(hù)二極管,也有用在微波通信等電路中作整流二極管、小信號(hào)檢波二極管使用。常用在彩電的二次電源整流,高頻電源整流中。??

肖特基二極管是以其發(fā)明人肖特基博士(Schottky)命名的,SBD是肖特基勢(shì)壘二極管(SchottkyBarrierDiode,縮寫成SBD)的簡(jiǎn)稱。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(shì)壘二極管,它是一種熱載流子二極管。

肖特基二極管(Schottky Barrier Diode) ,它是具有肖特基特性的“金屬半導(dǎo)體結(jié)”的二極管。其正向起始電壓較低。其金屬層除鎢材料外,還可以采用金、鉬、鎳、鈦等材料。其半導(dǎo)體材料采用硅或砷化鎵,多為型半導(dǎo)體。

肖特基二極管伏安特性

肖特基二極管的作用是單相導(dǎo)電特性的,利用金屬與半導(dǎo)體接觸所形成的勢(shì)壘對(duì)電流進(jìn)行控制。這也就是我們常常說的肖特基二極管的作用原理。

肖特基二極管是貴金屬(金、銀、鋁、鉑等)A為正極,以N型半導(dǎo)體B為負(fù)極,利用二者接觸面上形成的勢(shì)壘具有整流特性而制成的多屬-半導(dǎo)體器件。因?yàn)镹型半導(dǎo)體中存在著大量的電子,貴金屬中僅有極少量的自由電子,所以電子便從濃度高的B中向濃度低的A中擴(kuò)散。顯然,金屬A中沒有空穴,也就不存在空穴自A向B的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。隨著電子不斷從B擴(kuò)散到A,B表面電子濃度表面逐漸降輕工業(yè)部,表面電中性被破壞,于是就形成勢(shì)壘,其電場(chǎng)方向?yàn)锽→A。但在該電場(chǎng)作用之下,A中的電子也會(huì)產(chǎn)生從A→B的漂移運(yùn)動(dòng),從而消弱了由于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)而形成的電場(chǎng)。當(dāng)建立起一定寬度的空間電荷區(qū)后,電場(chǎng)引起的電子漂移運(yùn)動(dòng)和濃度不同引起的電子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)達(dá)到相對(duì)的平衡,便形成了肖特基勢(shì)壘。?

基本原理是:在金屬和N型硅片的接觸面上,用金屬與半導(dǎo)體接觸所形成的勢(shì)壘對(duì)電流進(jìn)行控制。肖特基與PN結(jié)的整流作用原理有根本性的差異。其耐壓程度只有40V左右,大多不高于60V,以致于限制了其應(yīng)用范圍。其特長(zhǎng)是:開關(guān)速度非??欤悍聪蚧謴?fù)時(shí)間特別地短。因此,能制作開關(guān)二極和低壓大電流整流二極管。

肖特基二極管伏安特性

1.正向特性

肖特基二極管兩端加正向電壓時(shí),就產(chǎn)生正向電流,當(dāng)正向電壓較小時(shí),正向電流極小(幾乎為零),這一部分稱為死區(qū),相應(yīng)的A(A′)點(diǎn)的電壓稱為死區(qū)電壓或門檻電壓(也稱閾值電壓),硅管約為0.5V,鍺管約為0.1V,如圖中OA(OA′)段。

當(dāng)正向電壓超過門檻電壓時(shí),正向電流就會(huì)急劇地增大,肖特基二極管呈現(xiàn)很小電阻而處于導(dǎo)通狀態(tài)。這時(shí)硅管的正向?qū)▔航导s為0.6~0.7V,鍺管約為0.2~0.3V,如圖中AB(A′B′)段。

肖特基二極管正向?qū)〞r(shí),要特別注意它的正向電流不能超過值,否則將燒壞PN結(jié)。

2.反向特性

肖特基二極管兩端加上反向電壓時(shí),在開始很大范圍內(nèi),肖特基二極管相當(dāng)于非常大的電阻,反向電流很小,且不隨反向電壓而變化。此時(shí)的電流稱之為反向飽和電流IR,見圖中OC(OC′)段。

3.反向擊穿特性

肖特基二極管反向電壓加到一定數(shù)值時(shí),反向電流急劇增大,這種現(xiàn)象稱為反向擊穿。此時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓稱為反向擊穿電壓,用UBR表示,如圖1.11中CD(C′D′)段。

4.溫度對(duì)特性的影響

由于肖特基二極管的核心是一個(gè)PN結(jié),它的導(dǎo)電性能與溫度有關(guān),溫度升高時(shí)肖特基二極管正向特性曲線向左移動(dòng),正向壓降減小;反向特性曲線向下移動(dòng),反向電流增大。

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