肖特基二极管:它是什么以及它有什么特别之处

肖特基二极管

El 肖特基二极管 是另一个 电子元器件 最有趣的电子项目。 一种非常特殊类型的二极管,具有一些特性,使其在某些应用中独一无二且实用。 鉴于其高开关速度,它也广泛用于 TTL 逻辑 IC。

在本指南中,您将 知道它是什么 肖特基二极管,谁发明了它,它的特性,应用,在哪里可以买到,等等。

什么是二极管?

二极管 1n4148 的符号和引脚排列

Un 半导体二极管 它是一种带有 2 个端子的电子元件,允许电流通过它循环,但只能在一个方向上流通,从而阻止通向另一个方向。 这些特性使它们对各种应用非常有用,例如电源。 它也可以用于控制。

那里 各种类型的二极管,例如:

  • 雪崩二极管或 TVS,当反向电压超过击穿电压时,它们以相反的方向传导。
  • 发光二极管,能够根据成分发出不同颜色的光。 当电荷载流子通过结并发射光子时,就会发生这种情况。
  • 隧道效应二极管或江崎, 这允许放大信号并以非常高的速度运行。 由于高电荷浓度,它们可用于温度极低、磁场强、辐射高的环境中。
  • 耿氏二极管, 类似于那些隧道和产生负电阻。
  • 激光二极管, 类似于 LED,但可以发射激光束。
  • 热敏二极管,可以用作温度传感器,因为根据它,电压会发生变化。
  • 光电二极管,附着在光载流子上,即对光敏感。 它们也可以用作光传感器。
  • PIN二极管, 就像一个正常的结,但有一个没有掺杂剂的中心部分。 也就是说,P 和 N 之间的本征层。它们用作高频开关、衰减器或电离辐射探测器。
  • 肖特基二极管,这个二极管是我们对本文感兴趣的二极管,它是一种具有接触金属的二极管,其击穿电压比 PN 低得多。
  • 稳定器 或正向参考二极管,能够在正向电压非常稳定。
  • 静脉曲张,变容二极管。

什么是肖特基二极管?

肖特基二极管

El 肖特基二极管以德国物理学家沃尔特·赫尔曼·肖特基命名。,因为它创建了肖特基势垒(金属-半导体或 MS 结),而不是使用传统的半导体结。 因此,在某些地方,您会在名称肖特基势垒二极管或表面势垒二极管下找到它。

多亏了那个工会,这个二极管有一个 比PN二极管更低的正向压降, 并可用于射频 (RF) 和高速开关应用。 此外,与硅 PN 结二极管的另一个区别是它的典型正向电压为 0.6 至 0.75V,而肖特基二极管为 0.15 至 0.45V。 对电压的较低需求使它们能够更快地切换。

压降可能因一个肖特基二极管而异,因为它取决于所使用的金属。 要了解它是什么,请阅读产品制造商的数据表。

返回主题 微软联盟,金属通常是钨,铬,铂,钼,一些硅化物(很常见,因为它们便宜,丰富且导电性好),或者还有金,而半导体通常是N型掺杂的硅,虽然也有其他化合物半导体。 金属侧是阳极,而半导体侧对应于阴极。

肖特基二极管 缺乏耗尽层,并且被归类为单极半导体器件,而不是像 PN 那样的双极。 此外,电流将是多数载流子(电子)漂移通过二极管的结果,并且由于没有 P 区,因此没有少数载流子(空穴),当反向偏置时,二极管几乎会立即停止导通,限制电流的流动。

肖特基二极管操作

至于 肖特基二极管操作,可以根据极化以多种方式起作用:

  • 未极化:在没有偏压的情况下,MS 结(即 N 型半导体)、导带电子或自由电子从半导体移动到金属以建立平衡状态。 如您所知,中性原子获得电子时变成负离子,失去电子时变成正离子。 这将导致金属原子变成负离子,而半导体一侧的金属原子变成正离子,充当耗尽区。 由于金属有很多自由电子,电子移动的宽度与N型区域内的宽度相比可以忽略不计,这导致内建电位(电压)主要在N区。电压将是半导体导带中的电子在试图通过金属侧时遇到的障碍(只有少数电子从 S 流向 M)。 为了克服这个障碍,自由电子需要一个大于内建电压的能量,否则将没有电流。
  • 直接极化:当电源正极接金属端子(阳极),负极接N型半导体(阴极)时,肖特基二极管正向偏置。 这会在 M 和 S 中产生大量自由电子,但除非施加的电压超过 0.2v,否则它们无法交叉,以克服该障碍(积分电压)。 即,电流流动。
  • 反向极化:在这种情况下,电源的负极将连接到金属侧(阳极),正极连接到 N 型半导体(阴极)。 在这种情况下,耗尽区的宽度增加,电流被切断。 但并非所有电流都被切断,因为金属中的热激发电子会产生少量漏电流。 如果增加反向偏置电压,由于势垒的减弱,电流将逐渐增加。 如果达到某个值,电流会突然增加,从而破坏耗尽区并永久损坏肖特基二极管。

肖特基二极管的优缺点

与任何设备或系统一样,您始终拥有 它的优点和缺点。 在肖特基二极管的情况下,它们是:

肖特基二极管的优势

  • 低结电容:在 PN 二极管中,耗尽区由存储的电荷形成,并且存在电容。 在肖特基二极管中,这些电荷可以忽略不计。
  • 快速反向恢复时间:是二极管从ON(导通)到OFF(非导通)的时间,即开关速度。 这与上述有关,因为为了使其从一种状态转移到另一种状态,存储在耗尽区中的电荷必须被释放或消除,因为它们在肖特基中较低,它会更快地从一个相传递到另一个相.
  • 高电流密度:上述的另一个结果是,小的电压足以产生大电流,因为耗尽区几乎可以忽略不计。
  • 低正向压降或低点火电压:与普通的PN结二极管相比较低,通常为0.2v至0.3v,而PN通常在0.6或0.7v左右。 也就是说,需要较少的电压来产生电流。
  • 高效率: 相对于上述而言,这也意味着在大功率电路中散热较少。
  • 适用于高频:速度快,它们可以在射频应用中很好地工作。
  • 噪音小:肖特基二极管产生的不需要的噪声比传统二极管少。

肖特基二极管的缺点

与其他双极二极管相比,肖特基二极管只有一个明显的缺点:

  • 高反向饱和电流: 产生大于 PN 的反向饱和电流。

与PN结二极管的区别

比较肖特基二极管曲线

有关肖特基二极管对您的项目有何贡献的更多信息,您可以查看前面的图表,其中包含 PN 硅和 GaAs 二极管的曲线,以及这些相同半导体的肖特基类型。 差异 最值得注意的是:

肖特基二极管 PN结二极管
金属-半导体结型 N PN 半导体结。
低正向压降。 高正向压降。
低反向恢复损耗和恢复时间。 高反向恢复损耗和反向恢复时间。
它是单极的。 他是双极的。
电流仅由电子运动产生。 电流是由空穴和电子的运动产生的。
切换速度。 切换慢。

肖特基二极管的可能应用

肖特基二极管在许多电子产品中非常常见。 与其他二极管相比,它们的独特特性和优势意味着它们具有 应用程序多种多样:

  • 用于射频电路。
  • 作为电源整流器。
  • 适用于非常多样化的电源。
  • 在带有太阳能电池板的系统中,以保护它们免受它们通常连接的电池的反向充电。
  • 还有更多......

为此,它们可以独立呈现,如 嵌入在 IC 中.

哪里可以买到这些二极管

如果您的项目需要肖特基二极管或开始对其进行试验并更好地了解它们,您可以在各种专业电子产品商店以及亚马逊上找到它们。 在这里你有 一些建议:


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