前面調(diào)試一個(gè)板子,半天沒(méi)搞清楚啥問(wèn)題,直接USB供電正常運(yùn)行,使用電池供電就發(fā)生3.3V和GND“短接”,各種測(cè)試瀕臨崩潰,最后發(fā)現(xiàn)是一個(gè)二極管加工時(shí)焊接錯(cuò)誤,導(dǎo)致電池供電時(shí)在二極管上的壓降太大,更改成肖特基低壓差二極管,完美解決。所以借此總結(jié)一下二極管的常見(jiàn)使用方法。
1.肖特基二極管 1.1概念
一般的PN結(jié)二極管是利用N型半導(dǎo)體與P型半導(dǎo)體形成的PN結(jié)制作而成。
肖特基二極管(SBD)不是利用P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體接觸形成PN結(jié)原理制作的,而是利用金屬與半導(dǎo)體接觸形成的金屬-半導(dǎo)體結(jié)(肖特基勢(shì)壘)原理制作的。因此,SBD也稱為金屬-半導(dǎo)體(接觸)二極管或表面勢(shì)壘二極管,它是一種熱載流子二極管。組成如下圖:
肖特基二極管的Schottky barriers(肖特基勢(shì)壘)小于一般的PN結(jié)型二極管,所以正向?qū)ㄋ璧碾妷汉艿停?.2~0.5V)。肖特基二極管的反向恢復(fù)時(shí)間(trr)非???,因?yàn)槠洳淮嬖谏贁?shù)載流子的壽命問(wèn)題,反向恢復(fù)電荷非常少二極管,所以其開(kāi)關(guān)頻率特別高,可達(dá)100GHz。這些特性使得肖特基二極管在高頻應(yīng)用領(lǐng)域占有重要位置。
1.2肖特基二極管的原理
Schottky diode 是用**貴金屬作為正極,N型半導(dǎo)體作為負(fù)極。**在N型半導(dǎo)體中摻雜了磷、砷等元素,所以N型半導(dǎo)體的多子為自由電子(Electronics),少子為空穴(Hole)。而貴金屬中的自由電子較少,所以電子(Electronics)由N型半導(dǎo)體向金屬擴(kuò)散。因?yàn)榻饘僦袥](méi)有空穴(Hole)的存在,所以當(dāng)電子不斷向金屬擴(kuò)散,N型半導(dǎo)體得不到空穴補(bǔ)充所以帶正電,貴金屬端由于多了自由電子所以帶負(fù)電。Schottky diode 就形成了一個(gè)從N型半導(dǎo)體指向貴金屬端的內(nèi)電場(chǎng)。如下圖所示:
在內(nèi)電場(chǎng)的作用下,貴金屬端的電子漂移至N型半導(dǎo)體。隨著漂移運(yùn)動(dòng),內(nèi)電場(chǎng)又逐漸被削弱,擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)增加。最后擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)與漂移運(yùn)動(dòng)達(dá)到平衡,在N型半導(dǎo)體與貴金屬之間形成了Schottky barriers(肖特基勢(shì)壘)。如下圖。
施加正向電壓: 當(dāng)對(duì)肖特基二極管施加正向電壓時(shí),中間的空間電荷區(qū)減少,加劇擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。如下圖。
施加反向電壓時(shí):
當(dāng)對(duì)肖特基二極管施加反向電壓時(shí),在反向電壓與內(nèi)電場(chǎng)的共同作用下空間電荷區(qū)增加,擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受抑。少量電子在外加電壓與內(nèi)電場(chǎng)的共同作用下從貴金屬端漂移至N型半導(dǎo)體。N型半導(dǎo)體的電子因?yàn)榭臻g電荷區(qū)的增大以及外加電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)共同的影響無(wú)法穿過(guò)空間電荷區(qū)到達(dá)貴金屬端,形成反向截止。
1.4肖特基二極管特性
肖特基二極管(SBD)的主要參數(shù)有:IF(IO)正向電流(A)、VRRM反向耐壓(V)、IFSM峰值瞬態(tài)浪涌電流(A)、IF測(cè)試電流(A)、VF正向壓降(V)、IR反向漏電流(uA)。肖特基二極管屬于低功耗、超高速的半導(dǎo)體器件。
1.肖特基二極管的正向壓降比快恢復(fù)二極管正向壓降低很多,所以自身功耗較小,效率高。
2.由于反向電荷恢復(fù)時(shí)間極短,所以適宜工作在高頻狀態(tài)下。
3.能耐受高浪涌電流。
4.以前的肖特基管反向耐壓一般在200V以下,但現(xiàn)在最新技術(shù)可以做到高達(dá)1000V的產(chǎn)品,市場(chǎng)應(yīng)用前景十分廣闊。
5.目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的肖特基管最高結(jié)溫分100℃、125℃、150%、175℃幾種(結(jié)溫越高表示產(chǎn)品抗高溫特性越好,即工作在此溫度以下不會(huì)引起失效)。
6.反向漏電流比較大,所以沒(méi)法做成高壓的二極管。
1.5肖特基二極管應(yīng)用
肖特基二極管一般用在電源次級(jí)輸出整流上面。 作用還是整流二極管,其優(yōu)勢(shì)是正向壓降低,反向恢復(fù)時(shí)間快,所以整體損耗會(huì)比其他的二極管低很多。
肖特基二極管被廣泛應(yīng)用于變頻器、開(kāi)關(guān)電源、驅(qū)動(dòng)器等電路,作為低壓、高頻、大電流整流二極管、保護(hù)二極管、續(xù)流二極管等使用,肖特基二極管在微波通信等電路中作整流二極管、小信號(hào)檢波二極管使用。
下一篇:二極管介紹