一般的二极管是利用PN结的单方向导电的特性,而肖特基二极管则是利用金属和半导体面接触产生的势垒(barrier)整流作用,这个接触面称为“金属半导体结”,其全名应为肖特基势垒二极管,简称为肖特基二极管。现有肖特基二极管大多数是用硅(Si)半导体材料制作的。20世纪90年代以来,出现了用砷化镓(GaAs)制作SBD。Si-SBD的特点是:正向压降PN结二极管的UDF低,仅为后者的1/2~1/3;trr约为10 ns数量级;适用于低电压(小于50 V)的功率电子电路中(当电路电压高于100 V以上时,则要选用PIV高的SBD,其正向电阻将增大许多)。此外,SBD是根据漂移现象产生电流的,不会积累,也无须移去多余的载流子,因此也就不存在正向恢复或反向恢复现象。这就是SBD的莎Ⅱ很小的缘故。输出电压为4~5V的开关转换可以选用PIV为25 V或45 V的Si-SBD。例如1N6492、lN639l、1N6392等。SBD的缺点是:反向漏电流比普通二极管大得多,如图1所示的二极管伏安特性比较。这是因为Si-SBD的结电容较大的缘故,如USD45型Si-SBD的结电容约为4700 pF,而UFRD的结电容仅为5~150 pF,GaAs-SBD的结电容也只有100~500 pF。
二极管伏安特性的比较
图1 二极管伏安特性的比较
有关各种快速开关二极管的参数见表1~表3c。
表1 几种典型功率二极管的主要参数
表2 Si-SBD和UFRD参数级别的比较(1级最高)
表3 UFRD和Si-SBD、GaAs-SBD的主要参数
GaAs-SBD的反向恢复时间不大于10ns。适用于高频、高速动作的电路及电压稍高的电路,现已经实用化。例如,日本生产的GaAs-SBD,其参数规格有: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的其他特点还有:开关噪声小,温度稳定性好(结温可达- 40~150℃)。
如图6所示为GaAs-SBD(PIV=180 V)、Si-SBD(PIV=90V)与FRD(PIV=200 V)三种功率开关二极管的反向恢复过程中电流波形的比较。由图可知,与后两种二极管比较GaAs-SBD的反向恢复时间短,反向电流峰值小。
图6 三种功率开关二极管电流反向恢复过程的波形zD=r(t)比较
表1是各种典型功率(整流)二极管的主要参数比较表。表2及表3比较了
UFRD、Si-SBD和GaAs-SBD的参数。在表3中di/dr=100 A/pts,f=100 kHz。更多请关注B120-13-F:http://www.dzsc.com/ic-detail/9_1061.html
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