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  • 普通矽二極管和肖特基二極管的區別
    • 发布时间:2019-12-04 16:02:40
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    普通矽二極管和肖特基二極管的區別
    两种二極管都是单向导电,可用于整流场合。
    区分是普通硅二極管的耐压可以做得较高,但是它的规复速度低,只能用在低频的整流上,如果是高频的就会因为无法快速规复而发生反向泄电,最后导致管子严重发热烧毁;肖特基二極管的耐压能常较低,但是它的规复速度快,可以用在高频场合,故开关电源采用此种二極管作为整流输出用,尽管云云,开关电源上的整流管温度仍是很高的。
    肖特基
    二極管
    是以其發明人肖特基博士(Schottky)命名的,是肖特基勢壘
    二極管
    (Schottky Barrier Diode,缩写成SBD)的简称。
    和其他的二極管比起来,肖特基二極管有什么特别的呢?
    SBD不是利用P型半导体与N型半导体打仗形成PN结原理制作的,而是利用金属与半导体打仗形成的金属-半导体结原理制作的。因此,SBD也称为金属-半导体(打仗)二極管或表面势垒二極管,它是一种热载流子二極管。
    典型的肖特基整流管的内部电路结构是以N型半导体为基片,在上面形成用砷作掺杂剂的N-外延层。阳极使用钼或铝等材料制成阻档层。用二氧化硅(SiO2)来消除边缘地区的电场,提高管子的耐压值。N型基片具有很小的通态電阻,其掺杂浓度较H-层要高100%倍。在基片下边形成N+阴极层,其作用是减小阴极的打仗電阻。通过调整结构参数,N型基片和阳极金属之间便形成肖特基势垒,如图所示。当在肖特基势垒两端加上正向偏压(阳极金属接电源正极,N型基片接电源负极)时,肖特基势垒层变窄,其内阻变小;反之,若在肖特基势垒两端加上反向偏压时,肖特基势垒层则变宽,其内阻变大。
    二極管
    肖特基整流管僅用一種載流子(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(Qrr→0),使開關特性獲得時顯改善。其反向恢複時間已能縮短到10ns以內。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(或續流)電路的效率。
    利用金属与半导体打仗形成肖特基势垒构成的微波二極管称为肖特基势垒二極管。这种器件对外主要呈现非线性電阻特性是构成微波混频器、检波器和微波开关等的核心元件。
    結構! 
    肖特基势垒二極管有两种管芯结构:点打仗型和面结合型如图所示。
    二極管
    點接觸型管芯用一根金屬絲壓接在N型半導體外延層表面上形成金半接觸。面結合型管芯先要在N型半導體外延層表面上生成二氧化矽(SiO2)保護層,再用光刻的辦法腐蝕出一個小孔,暴暴露N型半導體外延層表面,澱積一層金屬膜(一般采用金屬钼或钛,稱爲勢壘金屬)形成金半接觸,再蒸鍍或電鍍一層金屬(金、銀等)構成電極。
    兩種管芯結構的半導體一側都采用重摻雜N+層作襯底,並在其上形成歐姆接觸的電極。面結合型管性能要優于點接觸管,
    主要原因在于:
    (1) 点打仗管表面不易干净
    針點壓力會造成半導體表面畸變
    其接觸勢壘不是理想的肖特基勢壘. 
    受到機械震動時還會産生顫抖噪聲。面結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) 不同的点打仗管在生产时压接压力不同
    使得肖特基結的直徑不同
    因此性能一致性差可靠性也差。面結合型管采用平面工藝
    因此性能稳定,一致性好,不易损坏。图中给出一种面结合型二極管的结构图和等效电路。从中可以看出各部分的结构尺寸量级。通常这种管芯要进行封装才能方便地使用。肖特基势垒二極管的典型封装结构可采用“炮弹”式、微带式、SOT贴片式等如图2-30所示。
    二極管
    二極管
    问:肖特基二極管与普通二極管从外观上怎样区分?肖特基二極管与普通二極管标识有何区分?
    答:除了型号,外形上一般没什么区分,但可以测量正向压降进行区分,直接用数字万用表测(小电流)普通二極管在0.5V以上,肖特基二極管在0.3V以下,大电流时普通二極管在0.8V左右,肖特基二極管在0.5V以下;SR350 就是表示3A50V。另肖特基二極管耐压一般在100V以下,没有150V以上的。
    什么是快规复二極管?
    二極管
    快规复二極管(简称FRD)是一种具有开关特性好、反向规复时间短特点的半导体二極管,主要应用于开关电源、PWM脉宽调制器、变频器等电子电路中,作为高频整流二極管、续流二極管或阻尼二極管使用。
    快规复二極管的内部结构
    与普通PN结二極管不同,它属于PIN结型二極管,即在P型硅材料与N型硅材料中心增加了基区I,构成PIN硅片。因基区很薄,反向规复电荷很小,所以快规复二極管的反向规复时间较短,正向压降较低,反向击穿电压(耐压值)较高
    通常,5~20A的快规复二極管管采用TO–220FP塑料封装,20A以上的大功率快规复二極管采用顶部带金属散热片的TO–3P塑料封装,5A以下的快规复二極管则采用DO–41、DO–15或DO–27等规格塑料封装。
    采用TO–220或TO–3P封装的大功率快规复二極管,有单管和双管之分。双管的管脚引出方式又分为共阳和共阴。
    1.性能特點
    1)反向恢複時間
    反向规复时间tr的定义是:电流通过零点由正向转换到规定低值的时间间隔。它是衡量高频续流及整流器件性能的主要技术指标。反向规复电流的波形如图1所示。IF为正向电流,IRM为最大反向规复电流。Irr为反向规复电流,通常规定Irr=0.1IRM。当t≤t0时,正向电流I=IF。当t>t0时,由于整流器件上的正向电压突然变成反向电压,因此正向电流迅速低落,在t=t1时刻,I=0。然后整流器件上流过反向电流IR,并且IR逐渐增大;在t=t2时刻达到最大反向规复电流IRM值。此后受正向电压的作用,反向电流逐渐减小,并在t=t3时刻达到规定值Irr。从t2到t3的反向规复过程与電容器放电过程有相似之处。
    2)快规复、超快规复二極管的结构特点, 
    快规复二極管的内部结构与普通二極管不同,它是在P型、N型硅材料中心增加了基区I,构成P-I-N硅片。由于基区很薄,反向规复电荷很小,不仅大大减小了trr值,还低落了瞬态正向压降,使管子能承受很高的反向工作电压。快规复二極管的反向规复时间一般为几百纳秒,正向压降约为0.6V,正向电流是几安培至几千安培,反向峰值电压可达几百到几千伏。超快规复二極管的反向规复电荷进一步减小,使其trr可低至几十纳秒。
    20A以下的快规复及超快规复二極管大多采用TO-220封装形式。从内部结构看,可分成单管、对管(亦称双管)两种。对管内部包含两只快规复二極管,根据两只二極管接法的不同,又有共阴对管、共阳对管之分。图2(a)是C20-04型快规复二極管(单管)的外形及内部结构。(b)图和(c)图分别是C92-02型(共阴对管)、MUR1680A型(共阳对管)超快规复二極管的外形与构造。它们均采用TO-220塑料封装,
    几十安的快规复二極管一般采用TO-3P金属壳封装。更大容量(几百安~几千安)的管子则采用螺栓型或平板型封装形式。
    问:肖特基二極管和快规复二極管又什么区分?
    答:快规复二極管是指反向规复时间很短的二極管(5us以下),工艺上多采用掺金措施,结构上有采用PN结型结构,有的采用改进的PIN结构。其正向压降高于普通二極管(1-2V),反向耐压多在1200V以下。从性能上可分为快规复和超快规复两个等级。前者反向规复时间为数百纳秒或更长,后者则在100纳秒以下。
    肖特基二極管是以金属和半导体打仗形成的势垒为基础的二極管,简称肖特基二極管(Schottky Barrier Diode),具有正向压低落(0.4--0.5V)、反向规复时间很短(10-40纳秒),而且反向泄电流较大,耐压低,一般低于150V,多用于低电压场合。
    這兩種管子通常用于開關電源。
    肖特基二極管和快规复二極管区分:前者的规复时间比后者小一百倍左右,前者的反向规复时间大约为几纳秒~
    前者的优点另有低功耗,大电流,超高速~!电气特性当然都是二極管阿~!
    快规复二極管在制造工艺上采用掺金,单纯的分散等工艺,可得到较高的开关速度,同时也能得到较高的耐压.目前快规复二極管主要应用在逆变电源中做整流元件。
    二極管
    肖特基二極管:反向耐压值较低40V-50V,通态压降0.3-0.6V,小于10nS的反向规复时间。它是具有肖特基特性的“金属半导体结”的二極管。其正向肇端电压较低。其金属层除材料外,还可以采用金、钼、镍、钛等材料。其半导体材料采用硅或砷化镓,多为N型半导体。这种器件是由多数载流子导电的,所以,其反向饱和电流较以少数载流子导电的PN结大得多。由于肖特基二極管中少数载流子的存贮效应甚微,所以其频率响仅为RC时间常数限制,因而,它是高频和快速开关的理想器件。其工作频率可达100GHz。并且,MIS(金属-绝缘体-半导体)肖特基二極管可以用来制作太阳能电池或发光二極管。- x" A+ A) h, Q3 d* D
    快规复二極管:有0.8-1.1V的正向导通压降,35-85nS的反向规复时间,在导通和停止之间迅速转换,提高了器件的使用频率并改善了波形。快规复二極管在制造工艺上采用掺金,单纯的分散等工艺,可得到较高的开关速度,同时也能得到较高的耐压.目前快规复二極管主要应用在逆变电源中做整流元件。
    快速规复二極管,顾名思义,是比普通二極管PN结的单向导通阀门规复快的二極管!用途也很广。
    问:肖特基二極管的主要应用场景是什么?
    虽然肖特基二極管已经上市有几十年了,新的发展和产品却不断增强了它的特性并扩大了应用的可能性。除了太阳能电池板和汽车,它们现在也被用于笔记本电脑、智能手机和平板电脑的电池充电器。但是,哪些肖特基二極管适合于何种用途呢?
    肖特基二極管主要用于以下两个领域:
    1.整流,換句話說,在開關電源(開關模式電源,SMPS)或電源整流器內部的交流至直流轉換,以及直流電壓轉換。
    2.阻止直流電流和相反極性的直流的反向流動,比方當電池插入不正確時。
    由于其较高的开关速度,肖特基二極管主要用于高达微波范围的高频应用。这也是由于它们的低饱和能力。因此,它们通常在开关电源中以续流二極管或整流器二極管的形式用作低落感应电压的保护二極管,还可用作检测电路的解调器。
    二極管
    问:为什么有的二極管是三个管教?
    有些用于全波整流的二極管外形象三極管,是两个二極管反向联接(负极并在一起)封装的,一般中心为负极,是为节省地方,使电路板更紧蔟。
    二極管
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