sbd,肖特基二极管原理和作用详解-KIA MOS管

肖特基二极管原理

肖特基势垒二极管（SBD），属于金(jin)属-半导体结电子器件(jian)，由金(jin)属层（金(jin)/钼(mu)/镍/钛(tai)等）与N型半导体（硅/砷(shen)化镓）形(xing)成肖特基势垒接触。

肖特基二极(ji)管(guan)的(de)原理在于贵金(jin)属（如金(jin)、银、铝、铂等(deng)）与N型半导(dao)体的(de)接(jie)触面上所形成(cheng)的(de)势垒。当这两种材料相接(jie)触时，由于N型半导(dao)体中电子浓(nong)度远高于贵金(jin)属，电子会从B（N型半导(dao)体）向A（贵金(jin)属）扩散(san)。值得注意(yi)的(de)是，金(jin)属A中缺乏空穴(xue)，因此(ci)不存在空穴的(de)(de)(de)(de)扩散运(yun)动从(cong)A到(dao)B。随(sui)着电(dian)子的(de)(de)(de)(de)不断扩散，B表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)电(dian)子浓度逐渐降低，破坏了(le)表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)电(dian)中(zhong)性，进而(er)(er)形成(cheng)了(le)从(cong)B指(zhi)向A的(de)(de)(de)(de)势(shi)垒电(dian)场(chang)。然而(er)(er)，在该电(dian)场(chang)的(de)(de)(de)(de)作用下，A中(zhong)的(de)(de)(de)(de)电(dian)子也会产生(sheng)从(cong)A到(dao)B的(de)(de)(de)(de)漂移运(yun)动，这(zhei)种运(yun)动在一定程度上会抵消由于扩散运(yun)动而(er)(er)产生(sheng)的(de)(de)(de)(de)电(dian)场(chang)。当(dang)空(kong)间电(dian)荷区达(da)到(dao)一定宽(kuan)度后(hou)，电(dian)子的(de)(de)(de)(de)漂移运(yun)动和扩散运(yun)动达(da)到(dao)动态平(ping)衡，从(cong)而(er)(er)形成(cheng)了(le)稳定的(de)(de)(de)(de)肖特(te)基势(shi)垒。

肖特基二极管的结构,特性

不使(shi)用(yong)pn结(jie)，而(er)是使(shi)用(yong)某种金(jin)属与n型半导体结(jie)作为二极管。这种结(jie)叫做肖特基结(jie)。

肖特基(ji)二(er)极(ji)管的VF非常小(xiao)，而且(qie)不使用(yong)(yong)空穴，因此非常高速(su)，这(zhei)一点(dian)可以说达到(dao)理(li)想状态，但是因为反向电(dian)流IR大，所以不适合用(yong)(yong)作(zuo)高耐压元件。

正向(xiang)偏压(ya)(ya)：当(dang)金属端接正电压(ya)(ya)、半导(dao)体端接负电压(ya)(ya)时，势垒(lei)宽(kuan)度减(jian)小(xiao)，电子可越过势垒(lei)形成导(dao)电通(tong)道，电流(liu)主要(yao)依赖热(re)电子发(fa)射效应。

反(fan)向(xiang)偏压(ya)：势(shi)垒宽(kuan)度增加，电子无法越过势(shi)垒，形成(cheng)高阻截止(zhi)状态。

低正向压降：典型值为0.2-0.3V，适用于低压大电(dian)流场景(jing)。

高频特性：因无(wu)少数(shu)载流子储存(cun)效应，开关速度可(ke)达10ns以内，适(shi)合高频电路。

耐压限制：反向击(ji)穿电压通(tong)常不(bu)超过100V，限制了(le)高压应用场(chang)景。

1、正(zheng)向(xiang)压降低(di)：由于肖(xiao)特(te)基势垒(lei)高度(du)(du)低(di)于PN结(jie)势垒(lei)高度(du)(du)，故其正(zheng)向(xiang)导通门限电压和正(zheng)向(xiang)压降都比(bi)PN结(jie)二极管低(di)（约低(di)0.2V）。

2、反向(xiang)恢(hui)复时(shi)间快：由(you)于(yu)SBD是一种多数(shu)载(zai)流(liu)子导电(dian)(dian)器件(jian)，不存在少(shao)数(shu)载(zai)流(liu)子寿命(ming)和反向(xiang)恢(hui)复问题。SBD的(de)反向(xiang)恢(hui)复时(shi)间只是肖特基势垒(lei)电(dian)(dian)容(rong)的(de)充、放电(dian)(dian)时(shi)间，完全不同于(yu)PN结二极管的(de)反向(xiang)恢(hui)复时(shi)间。由(you)于(yu)SBD的(de)反向(xiang)恢(hui)复电(dian)(dian)荷非常少(shao)，故开(kai)关速度非常快，开(kai)关损耗也(ye)特别小，尤(you)其适(shi)合于(yu)高频应用。

3、工(gong)作频(pin)(pin)(pin)率高：由于肖特基二(er)极管中少数载流子(zi)的(de)存贮(zhu)效应甚微，所以其频(pin)(pin)(pin)率响仅为RC时(shi)间常数限(xian)制，因而，它是高频(pin)(pin)(pin)和快速开关的(de)理想器(qi)件。其工(gong)作频(pin)(pin)(pin)率可达100GHz。

4、反(fan)向耐(nai)压(ya)低(di)：由于SBD的反(fan)向势垒较(jiao)薄，并且(qie)在(zai)其表面极(ji)易发生(sheng)击(ji)(ji)(ji)穿，所以反(fan)向击(ji)(ji)(ji)穿电(dian)压(ya)比较(jiao)低(di)。由于SBD比PN结二(er)极(ji)管(guan)更容易受热击(ji)(ji)(ji)穿，反(fan)向漏电(dian)流比PN结二(er)极(ji)管(guan)大。

肖特基二极管的作用

肖特基(ji)二极管（SBD）具有开关频(pin)率(lv)高和正向压(ya)降低(di)的特性，广泛应用(yong)于(yu)高频(pin)电(dian)(dian)路(lu)与电(dian)(dian)源管理、大(da)电(dian)(dian)流(liu)整流(liu)与保(bao)护(hu)、通信与射频(pin)设备中。

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