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关 键 词:常用肖特基
行 业:仪器仪表 电子元器件 电源IC
发布时间:2023-08-07
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、超高速半导体器件。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。
肖特基缺陷是由于晶体表面附近的原子热运动到表面,在原来的原子位置留出空位,然后内部邻近的原子再进入这个空位,这样逐步进行而造成的,看来就好像是晶体内部原子跑到晶体表面来了。显然,对于离子晶体,阴阳离子空位总是成对出现;但若是单质,则无这种情况。除了表面外,肖特基缺陷也可在位错或晶界上产生。这种缺陷在晶体内也能运动,也存在着产生和复合的动态平衡。对一定的晶体来说,在确定的温度下,缺陷的浓度也是一定的。空位缺陷的存在可用场离子显微镜直接观察到。
肖特基二管的应用:
SBD的结构及特点使其适合于在低压、大电流输出场合用作高频整流,在非常高的频率下(如X波段、C波段、S波段和Ku波段)用于检波和混频,在高速逻辑电路中用作箝位。在IC中也常使用SBD,像SBD?TTL集成电路早已成为TTL电路的主流,在高速计算机中被广泛采用。
除了普通PN结二管的特性参数之外,用于检波和混频的SBD电气参数还包括中频阻抗(指SBD施加额定本振功率时对中频所呈现的阻抗,一般在200Ω~600Ω之间)、电压驻波比(一般≤2)和噪声系数等。
肖特基二管结构:
新型高压SBD的结构和材料与传统SBD是有区别的。传统SBD是通过金属与半导体接触而构成。金属材料可选用铝、金、钼、镍和钛等,半导体通常为硅(Si)或化镓(GaAs)。由于电子比空穴迁移率大,为获得良好的频率特性,故选用N型半导体材料作为基片。为了减小SBD的结电容,提高反向击穿电压,同时又不使串联电阻过大,通常是在N+衬底上外延一高阻N-薄层。其结构示图如图1(a),图形符号和等效电路分别如图1(b)和图1(c)所示。在图1(c)中,CP是管壳并联电容,LS是引线电感,RS是包括半导体体电阻和引线电阻在内的串联电阻,Cj和Rj分别为结电容和结电阻(均为偏流、偏压的函数)。 大家知道,金属导体内部有大量的导电电子。当金属与半导体接触(二者距离只有原子大小的数量级)时,金属的费米能级低于半导体的费米能级。在金属内部和半导体导带相对应的分能级上,电子密度小于半导体导带的电子密度。因此,在二者接触后,电子会从半导体向金属扩散,从而使金属带上负电荷,半导体带正电荷。由于金属是理想的导体,负电荷只分布在表面为原子大小的一个薄层之内。而对于N型半导体来说,失去电子的施主杂质原子成为正离子,则分布在较大的厚度之中。电子从半导体向金属扩散运动的结果,形成空间电荷区、自建电场和势垒,并且耗尽层只在N型半导体一边(势垒区全部落在半导体一侧)。势垒区中自建电场方向由N型区指向金属,随热电子发射自建场增加,与扩散电流方向相反的漂移电流,终达到动态平衡,在金属与半导体之间形成一个接触势垒,这就是肖特基势垒。
在外加电压为零时,电子的扩散电流与反向的漂移电流相等,达到动态平衡。在加正向偏压(即金属加正电压,半导体加负电压)时,自建场削弱,半导体一侧势垒降低,于是形成从金属到半导体的正向电流。当加反向偏压时,自建场增强,势垒高度增加,形成由半导体到金属的较小反向电流。因此,SBD与PN结二管一样,是一种具有单向导电性的非线性器件。