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

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

肖特基二極管的原理在于貴金屬（如金、銀、鋁、鉑等）與N型半導體的接觸面上所形成的勢壘。當這兩種材料相接觸時，由于N型半導體中電子濃度遠高于貴金屬，電子會從B（N型半導體）向A（貴金屬）擴散。值得注意的是，金屬A中缺乏空穴，因此不存在空穴的擴散運動從A到B。隨著電子的不斷擴散，B表面的電子濃度逐漸降低，破壞了表面的電中性，進而形成了從B指向A的勢壘電場。然而，在該電場的作用下，A中的電子也會產(chǎn)生從A到B的漂移運動，這種運動在一定程度上會抵消由于擴散運動而產(chǎn)生的電場。當空間電荷區(qū)達到一定寬度后，電子的漂移運動和擴散運動達到動態(tài)平衡，從而形成了穩(wěn)定的肖特基勢壘。

肖特基二極管的結(jié)構,特性

不使用pn結(jié)，而是使用某種金屬與n型半導體結(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，這一點可以說達到理想狀態(tài)，但是因為反向電流IR大，所以不適合用作高耐壓元件。

正向偏壓：當金屬端接正電壓、半導體端接負電壓時，勢壘寬度減小，電子可越過勢壘形成導電通道，電流主要依賴熱電子發(fā)射效應。

反向偏壓：勢壘寬度增加，電子無法越過勢壘，形成高阻截止狀態(tài)。

低正向壓降：典型值為0.2-0.3V，適用于低壓大電流場景。

高頻特性：因無少數(shù)載流子儲存效應，開關速度可達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，限制了高壓應用場景。

1、正向壓降低：由于肖特基勢壘高度低于PN結(jié)勢壘高度，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、反向恢復時間快：由于SBD是一種多數(shù)載流子導電器件，不存在少數(shù)載流子壽命和反向恢復問題。SBD的反向恢復時間只是肖特基勢壘電容的充、放電時間，完全不同于PN結(jié)二極管的反向恢復時間。由于SBD的反向恢復電荷非常少，故開關速度非常快，開關損耗也特別小，尤其適合于高頻應用。

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

4、反向耐壓低：由于SBD的反向勢壘較薄，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）具有開關頻率高和正向壓降低的特性，廣泛應用于高頻電路與電源管理、大電流整流與保護、通信與射頻設備中。

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