肖特基二極管(SBD)
發布時間:2008/10/9 0:00:00 訪問次數:1157
一般的二極管是利用pn結的單方向導電的特性,而肖特基二極管則是利用金屬和半導體面接觸產生的勢壘(barrier)整流作用,這個接觸面稱為“金屬半導體結”,其全名應為肖特基勢壘二極管,簡稱為肖特基二極管。現有肖特基二極管大多數是用硅(si)半導體材料制作的。20世紀90年代以來,出現了用砷化鎵(gaas)制作sbd。si-sbd的特點是:正向壓降pn結二極管的udf低,僅為后者的1/2~1/3;trr約為10 ns數量級;適用于低電壓(小于50 v)的功率電子電路中(當電路電壓高于100 v以上時,則要選用piv高的sbd,其正向電阻將增大許多)。此外,sbd是根據漂移現象產生電流的,不會積累,也無須移去多余的載流子,因此也就不存在正向恢復或反向恢復現象。這就是sbd的莎ⅱ很小的緣故。輸出電壓為4~5v的開關轉換可以選用piv為25 v或45 v的si-sbd。例如1n6492、ln639l、1n6392等。sbd的缺點是:反向漏電流比普通二極管大得多,如圖1所示的二極管伏安特性比較。這是因為si-sbd的結電容較大的緣故,如usd45型si-sbd的結電容約為4700 pf,而ufrd的結電容僅為5~150 pf,gaas-sbd的結電容也只有100~500 pf。
圖1 二極管伏安特性的比較
有關各種快速開關二極管的參數見表1~表3c。
表1 幾種典型功率二極管的主要參數
表2 si-sbd和ufrd參數級別的比較(1級最高)
表3 ufrd和si-sbd、gaas-sbd的主要參數
gaas-sbd的反向恢復時間不大于10ns。適用于高頻、高速動作的電路及電壓稍高的電路,現已經實用化。例如,日本生產的gaas-sbd,其參數規格有:2.5~7 a,150~180 v(uf=0.9 v,trr=7~10 ns,ir=1~3ma),以及ia,350 v(uf=1.5 v,trr=5 ns,ir=1 ma)。
此外,gaas-sbd的其他特點還有:開關噪聲小,溫度穩定性好(結溫可達- 40~150℃)。
如圖6所示為gaas-sbd(piv=180 v)、si-sbd(piv=90v)與frd(piv=200 v)三種功率開關二極管的反向恢復過程中電流波形的比較。由圖可知,與后兩種二極管比較gaas-sbd的反向恢復時間短,反向電流峰值小。
圖6 三種功率開關二極管電流反向恢復過程的波形zd=r(t)比較
表1是各種典型功率(整流)二極管的主要參數比較表。表2及表3比較了
ufrd、si-sbd和gaas-sbd的參數。在表3中di/dr=100 a/pts,f=100 khz。
歡迎轉載,信息來自維庫電子市場網(www.dzsc.com)
一般的二極管是利用pn結的單方向導電的特性,而肖特基二極管則是利用金屬和半導體面接觸產生的勢壘(barrier)整流作用,這個接觸面稱為“金屬半導體結”,其全名應為肖特基勢壘二極管,簡稱為肖特基二極管。現有肖特基二極管大多數是用硅(si)半導體材料制作的。20世紀90年代以來,出現了用砷化鎵(gaas)制作sbd。si-sbd的特點是:正向壓降pn結二極管的udf低,僅為后者的1/2~1/3;trr約為10 ns數量級;適用于低電壓(小于50 v)的功率電子電路中(當電路電壓高于100 v以上時,則要選用piv高的sbd,其正向電阻將增大許多)。此外,sbd是根據漂移現象產生電流的,不會積累,也無須移去多余的載流子,因此也就不存在正向恢復或反向恢復現象。這就是sbd的莎ⅱ很小的緣故。輸出電壓為4~5v的開關轉換可以選用piv為25 v或45 v的si-sbd。例如1n6492、ln639l、1n6392等。sbd的缺點是:反向漏電流比普通二極管大得多,如圖1所示的二極管伏安特性比較。這是因為si-sbd的結電容較大的緣故,如usd45型si-sbd的結電容約為4700 pf,而ufrd的結電容僅為5~150 pf,gaas-sbd的結電容也只有100~500 pf。
圖1 二極管伏安特性的比較
有關各種快速開關二極管的參數見表1~表3c。
表1 幾種典型功率二極管的主要參數
表2 si-sbd和ufrd參數級別的比較(1級最高)
表3 ufrd和si-sbd、gaas-sbd的主要參數
gaas-sbd的反向恢復時間不大于10ns。適用于高頻、高速動作的電路及電壓稍高的電路,現已經實用化。例如,日本生產的gaas-sbd,其參數規格有:2.5~7 a,150~180 v(uf=0.9 v,trr=7~10 ns,ir=1~3ma),以及ia,350 v(uf=1.5 v,trr=5 ns,ir=1 ma)。
此外,gaas-sbd的其他特點還有:開關噪聲小,溫度穩定性好(結溫可達- 40~150℃)。
如圖6所示為gaas-sbd(piv=180 v)、si-sbd(piv=90v)與frd(piv=200 v)三種功率開關二極管的反向恢復過程中電流波形的比較。由圖可知,與后兩種二極管比較gaas-sbd的反向恢復時間短,反向電流峰值小。
圖6 三種功率開關二極管電流反向恢復過程的波形zd=r(t)比較
表1是各種典型功率(整流)二極管的主要參數比較表。表2及表3比較了
ufrd、si-sbd和gaas-sbd的參數。在表3中di/dr=100 a/pts,f=100 khz。
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