肖特基二极管

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肖特基二极體的符號
各種不同的肖特基二極體,左側是小信號的肖特基二極體,中間和右側則是中高功率的肖特基二極體

肖特基二極體(又譯萧特基二極體)是一種導通電壓降較低、允許高速切換的二極體,是利用肖特基勢壘特性而產生的電子元件,其名稱是為了紀念德國物理學家華特·蕭特基(Walter H. Schottky)。

肖特基二极體的導通電壓非常低。一般的二極體在電流流過時,會產生約 0.7-1.7 伏特的電壓降,不過肖特基二極體的電壓降只有 0.15-0.45 伏特,因此可以提昇系統的效率。

結構[编辑]

肖特基二極體是利用金屬-半導體接面作為肖特基勢壘,以產生整流的效果,和一般二極體中由半導體-半導體接面產生的P-N接面不同。肖特基勢壘的特性使得肖特基二極體的導通電壓降較低,而且可以提高切換的速度。

反向恢復時間[编辑]

肖特基二極體和一般二極體最大的差異在於反向恢復時間,也就是二極體由流過正向電流的導通狀態,切換到不導通狀態所需的時間。

一般二極體的反向恢復時間大約是數百 nS,若是高速二極體則會低於一百 nS,肖特基二極體沒有反向恢復時間,因此小信號的肖特基二極體切換時間約為數十 pS,特殊的大容量肖特基二極體切換時間也才數十 pS。由於一般二極體在反向恢復時間內會因反向電流而造成EMI雜訊。肖特基二極體可以立即切換,沒有反向恢復時間及反相電流的問題。

肖特基二極體是一種使用多數載流子的半導體元件,若肖特基二極體是使用N型半導體,其二極體的特性是由多數載流子(即電子)所產生。多數載流子快速地由半導體穿過接面,注入另一側金屬的傳導帶,由於此過程不涉及N 型、P 型載流子的結合(隨機反應而且需要時間較長),因此肖特基二極體停止導通的速度會比傳統的二極體速度要快。這樣的特性使得元件需要的面積可以減少,又進一步的減少切換所需的時間。在切換式電源供應器中常會用到肖特基二極體,因為肖特基二极體允許高速切換,電路可以在200kHz到2MHz的頻率下操作,也就可以使用較小的電感器及電容器,同時可以提昇電源供應器的效率。小體積的肖特基二極體最高可工作在50GHz的頻率,因此是 RF (无线电频率)偵測器及 mixer(混频器) 中的重要零件。

缺點[编辑]

肖特基二極體最大的缺點是其反向偏壓較低及反向漏電流偏大,像使用矽及金屬為材料的肖特基二極體,其反向偏壓額定耐壓最高只到 50V,而反向漏電流值為正溫度特性,容易隨著溫度升高而急遽變大,實務設計上需注意其熱失控的隱憂。為了避免上述的問題,肖特基二極體實際使用時的反向偏壓都會比其額定值小很多。不過目前肖特基二極體的技術也已有了進步,其反向偏壓的額定值最大可以到200V。