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碳化硅肖特基二極管

發布時間:2020-12-01 00:18:00

    肖特基二極管是利用金屬-半導體接面作為肖特基勢壘,以產生整流的效果,和一般二極管中由半導體-半導體接面產生的P-N結不同。肖特基勢壘的特性使得肖特基二極管的導通電壓降較低,而且可以提高切換的速度。
    肖特基二極管是一種使用多數載流子的半導體元件,若肖特基二極管是使用N型半導體,其二極管的特性是由多數載流子(即電子)所產生。多數載流子快速地由半導體穿過接面,注入另一側金屬的傳導帶,由于此過程不涉及N 型、P 型載流子的結合(隨機反應而且需要時間較長),因此肖特基二極管停止導通的速度會比傳統的二極管速度要快。這樣的特性使得元件需要的面積可以減少,又進一步的減少切換所需的時間。在切換式電源供應器中常會用到肖特基二極管,因為肖特基二極體允許高速切換,電路可以在200kHz到2MHz的頻率下操作,也就可以使用較小的電感器及電容器,同時可以提升電源供應器的效率。小體積的肖特基二極管最高可工作在50GHz的頻率,因此是 RF (無線電頻率)偵測器及 mixer(混頻器) 中的重要零件。
    肖特基二極管缺點:
    肖特基二極管最大的缺點是其反向偏置較低及反向漏電流偏大,像使用硅及金屬為材料的肖特基二極管,其反向偏置額定耐壓最高只到 50V,而反向漏電流值為正溫度特性,容易隨著溫度升高而急遽變大,實務設計上需注意其熱擊穿的隱憂。為了避免上述的問題,肖特基二極管實際使用時的反向偏置都會比其額定值小很多。不過目前肖特基二極管的技術也已有了進步,其反向偏置的額定值最大可以到200V?,F行技術也可以制造出反向偏壓更高的肖特基二極管,但是其導通電壓也會升高到和普通二極管相同的水平,因此除非是需要高切換速度的場合,這種二極管在應用中沒有優勢。
    碳化硅肖特基二極管:
    碳化硅肖特基二極管是一種新型的肖特基二極管,與傳統的硅管相比,其反向漏電流更低、反向耐壓更高,但導通電壓也更高(25°C時的導通電壓為1.4-1.8 V)。但由于消除了反向恢復電流,這種二極管可將電源適配器的效率提高0.5%-1%,同時降低電磁干擾,允許縮小EMI濾波器的體積。時至2011年,市面上可購買到反向耐壓高達1700V的產品。碳化硅肖特基二極管具有優良的熱導率,溫度因素對二極管的切換特征和溫度特征只有很小的影響。特殊封裝的碳化硅肖特基二極管可以在結溫達500 K (約200 °C)時依然正常工作,用于航空領域時,僅靠被動輻射即可實現被動散熱。

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