肖特基二管是以其发明人肖特基博士(Schottky)命名的,SBD是肖特基势垒二管(SchottkyBarrierDiode,缩写成SBD)的简称。SBD不是利用P型半导体与N型半导体接触形成PN结原理制作的,而是利用金属与半导体接触形成的金属-半导体结原理制作的。因此,SBD也称为金属-半导体(接触)二管或表面势垒二管,它是一种热载流子二管。
肖特基二管是贵金属(金、银、铝、铂等)A为正,以N型半导体B为负,利用二者接触面上形成的势垒具有整流特性而制成的金属-半导体器件。因为N型半导体中存在着大量的电子,贵金属中仅有少量的自由电子,所以电子便从浓度高的B中向浓度低的A中扩散。显然,金属A中没有空穴,也就不存在空穴自A向B的扩散运动。随着电子不断从B扩散到A,B表面电子浓度逐渐降低,表面电中性被破坏,于是就形成势垒,其电场方向为B→A。但在该电场作用之下,A中的电子也会产生从A→B的漂移运动,从而消弱了由于扩散运动而形成的电场。当建立起一定宽度的空间电荷区后,电场引起的电子漂移运动和浓度不同引起的电子扩散运动达到相对的平衡,便形成了肖特基势垒。
典型的肖特基整流管的内部电路结构是以N型半导体为基片,在上面形成用砷作掺杂剂的N-外延层。阳使用钼或铝等材料制成阻档层。用二氧化硅(SiO2)来消除边缘区域的电场,提高管子的耐压值。N型基片具有很小的通态电阻,其掺杂浓度较H-层要高倍。在基片下边形成N+阴层,其作用是减小阴的接触电阻。通过调整结构参数,N型基片和阳金属之间便形成肖特基势垒,如图所示。当在肖特基势垒两端加上正向偏压(阳金属接电源正,N型基片接电源负)时,肖特基势垒层变窄,其内阻变小;反之,若在肖特基势垒两端加上反向偏压时,肖特基势垒层则变宽,其内阻变大。
综上所述,肖特基整流管的结构原理与PN结整流管有很大的区别通常将PN结整流管称作结整流管,而把金属-半导管整流管叫作肖特基整流管,采用硅平面工艺制造的铝硅肖特基二管也已问世,这不仅可节省贵金属,大幅度降低成本,还改善了参数的一致性。
肖特基势垒是指具有整流特性的金属-半导体接触,就如同二管具有整流特性。是金属-半导体边界上形成的具有整流作用的区域。
肖特基势垒指具有大的势垒高度(也就是ΦBn 或者 ΦBp 》》 kT),以及掺杂浓度比导带或价带上态密度低的金属-半导体接触(施敏, 半导体器件物理与工艺, 二版, 7.1.2)。
肖特基势垒是指具有整流特性的金属-半导体接触,就如同二管具有整流特性。是金属-半导体边界上形成的具有整流作用的区域。
金属与n型半导体形成的肖特基势垒如图1所示。金属—半导体作为一个整体在热平衡时有同样费米能级。肖特基势垒相较于PN界面大的区别在于具有较低的界面电压,以及在金属端具有相当薄的(几乎不存在)空乏区宽度。由半导体到金属,电子需要克服势垒;而由金属向半导体,电子受势垒阻挡。在加正向偏置时半导体一侧的势垒下降;相反,在加反向偏置时,半导体一侧势垒增高。使得金属-半导体接触具有整流作用(但不是一切金属—半导体接触均如此)。如果对于N型半导体,金属的功函数大于半导体的功函数,对于P型半导体,金属的功函数小于半导体的功函数,以及半导体杂质浓度不小于10^19/立方厘米数量级时会出现欧姆接触,它会因杂质浓度高而发生隧道效应,以致势垒不起整流作用。并非所有的金属-半导体接面都是具有整流特性的,不具有整流特性的金属-半导体接面则称为欧姆接触。整流属性决定于金属的功函、固有半导体的能隙,以及半导体的掺杂类型及浓度。在设计半导体器件时需要对肖特基效应相当熟悉,以确保不会在需要欧姆接触的地方意外地产生肖特基势垒。当半导体均匀掺杂时肖特基势垒的空间电荷层宽度和单边突变P-N结的耗尽层宽度相一致。
肖特基势垒是什么?具有什么应用优势
优点
由于肖特基势垒具有较低的界面电压,可被应用在某器件需要近似于一个理想二管的地方。在电路设计中,它们也同时与一般的二管及晶体管一起使用, 其主要的功能是利用其较低的界面电压来保护电路上的其它器件。
然而,自始至终肖特基器件相较于其它半导体器件来说能被应用的领域并不广。
器件
肖特基二管,肖特基势垒自身作为器件即为肖特基二管。
肖特基势垒碳纳米管场效应晶体管ET:金属和碳纳米管之间的接触并不理想所以层错导致肖特基势垒,所以我们可以使用这一势垒来制作肖特基二管或者晶体管等等。
二管和整流器,Diodes Inc
二管配置单路
大连续正向电流500mA
每片芯片元件数目1
峰值反向重复电压30V
安装类型表面贴装
封装类型SOD-323
二管类型肖特基
引脚数目2
大正向电压降450mV
长度1.8mm
宽度1.4mm
高度1.1mm
高工作温度+125 °C
峰值反向电流500?A
尺寸1.8 x 1.4 x 1.1mm
峰值非重复正向浪涌电流2A
工作温度-40 °C
肖特基二管作用:
肖特基二管肖特基(Schottky)二管,又称肖特基势垒二管(简称 SBD),它属一种低功耗、高速半导体器件。显著的特点为反向恢复时间短(可以小到几纳秒),正向导通压降仅0.4V左右。其多用作高频、低压、大电流整流二管、续流二管、保护二管,也有用在微波通信等电路中作整流二管、小信号检波二管使用。在通信电源、变频器等中比较常见。
一个典型的应用,是在双型晶体管 BJT 的开关电路里面,通过在 BJT 上连接 Shockley 二管来箝位,使得晶体管在导通状态时其实处于很接近截止状态,从而提高晶体管的开关速度。这种方法是 74LS,74ALS,74AS 等典型数字 IC 的 TTL内部电路中使用的技术。
肖特基(Schottky)二管的大特点是正向压降 V* 比较小。在同样电流的情况下,它的正向压降要小许多。另外它的恢复时间短。它也有一些缺点:耐压比较低,漏电流稍大些。选用时要全面考虑。
肖特基二管检查:
肖特基(Schottky)二管也称肖特基势垒二管(简称SBD),它是一种低功耗、高速半导体器件,广泛应用于开关电源、变频器、驱动器等电路,作高频、低压、大电流整流二管、续流二管、保护二管使用,或在微波通信等电路中作整流二管、小信号检波二管使用。
性能比较
下表列出了肖特基二管和快恢复二管、快恢复二管、硅高频整流二管、硅高速开关二管的性能比较。由表可见,硅高速开关二管的trr虽低,但平均整流电流很小,不能作大电流整流用。
检测方法
下面通过一个实例来介绍检测肖特基二管的方法。检测内容包括:①识别电;②检查管子的单向导电性;③测正向导压降V;④测量反向击穿电压VBR。
被测管为B82-004型肖特基管,共有三个管脚,将管脚按照正面(字面朝向人)从左至右顺序编上序号①、②、③。选择500型万用表的R×1档进行测量,全部数据整理成下表:
肖特基二管测试结论:
,根据①—②、③—④间均可测出正向电阻,判定被测管为共阴对管,①、③脚为两个阳,②脚为公共阴。
二,因①—②、③—②之间的正向电阻只几欧姆,而反向电阻为无穷大,故具有单向导电性。
三,内部两只肖特基二管的正向导通压降分别为0.315V、0.33V,均手册中给定的大允许值VM(0.55V)。
另外使用ZC 25-3型兆欧表和500型万用表的250VDC档测出,内部两管的反向击穿电压VBR依次为140V、135V。查手册,B82-004的高反向工作电压(即反向峰值电压)VBR=40V。表明留有较高的安全系数.
肖特基二管又被称为肖特基势垒二管(简称 SBD),是一种低功耗、高速半导体器件。肖特基二管显著的特点是反向恢复时间短,正向导通压降仅为0.4V左右。肖特基二管多用作高频、大电流整流二管、低压、续流二管、保护二管、小信号检波二管、微波通信等电路中作整流二管等处使用。肖特基二管在通信电源、变频器等中比较常见。肖特基二管在双型晶体管的开关电路里面,通过在连接二管来箝位。
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