肖特基二極管和普通二極管區(qū)別
肖特基二極管(Schottky Barrier Diode,縮寫成SBD)是一種特殊的二極管,其名稱來(lái)源于其發(fā)明人肖特基博士(Walter Hermann Schottky)。肖特基二極管的主要特點(diǎn)是,它并不是利用P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體接觸形成的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)原理制作的。因此,肖特基二極管也被稱為金屬-半導(dǎo)體(接觸)二極管或表面勢(shì)壘二極管。
肖特基二極管的正向壓降較低,通常只有0.4V左右,而其反向擊穿電壓卻很高,可以達(dá)到100V以上。這一特性使得肖特基二極管非常適用于高頻、低壓、大電流的電路中,如開關(guān)電源、變頻器、驅(qū)動(dòng)器等。此外,肖特基二極管的反向恢復(fù)時(shí)間很短,可以用于高速開關(guān)電路中。
肖特基二極管有單極性和雙極性兩種類型。單極性肖特基二極管只有一個(gè)PN結(jié),而雙極性肖特基二極管則有兩個(gè)背靠背的PN結(jié)。雙極性肖特基二極管具有更高的反向擊穿電壓和更大的電流容量,但其正向壓降也更高。肖特基二極管的反向漏電流較大,溫度系數(shù)也較大,因此在使用時(shí)需要注意溫度和反向電壓的影響。肖特基二極管是一種在高頻、低壓、大電流應(yīng)用中有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的半導(dǎo)體器件。
普通二極管,也被稱為晶體二極管或二極管,是一種由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體形成的PN結(jié),以及兩個(gè)引出電極構(gòu)成的半導(dǎo)體器件。這種電子器件在電路中按照外加電壓的方向,具備單向電流傳導(dǎo)性。
普通二極管有硅管或鍺管兩種類型,其正向?qū)妷?PN結(jié)電壓)存在差別。鍺管的正向?qū)妷杭s為0.2~0.3V,而硅管的正向?qū)妷杭s為0.6~0.7V。根據(jù)用途的不同,普通二極管還可以分為檢波二極管、整流二極管、阻尼二極管、開關(guān)二極管、續(xù)流二極管等。
在普通二極管中,P型區(qū)的引出線稱為正極或陽(yáng)極,N型區(qū)的引出線稱為負(fù)極或陰極。當(dāng)二極管的正極接在高電位端,負(fù)極接在低電位端時(shí),二極管會(huì)導(dǎo)通,這種連接方式稱為正向偏置。只有當(dāng)正向電壓達(dá)到某一數(shù)值(這一數(shù)值稱為“門檻電壓”)以后,二極管才能真正導(dǎo)通。反之,當(dāng)二極管處于反向偏置時(shí),仍然會(huì)有微弱的反向電流流過(guò)二極管,稱為漏電流。
普通二極管在電路中有著廣泛的應(yīng)用,如用于整流、檢波、穩(wěn)壓、開關(guān)等。其正向特性是,在正向偏置時(shí),二極管會(huì)導(dǎo)通,電流隨電壓的增大而增大。而反向特性則是,當(dāng)二極管處于反向偏置時(shí),反向電流很小,但當(dāng)反向電壓增大到某一數(shù)值時(shí),反向電流會(huì)急劇增大,二極管將失去單向?qū)щ娞匦?,這種狀態(tài)稱為二極管擊穿。
肖特基二極管(Schottky Diode)與普通二極管(PN結(jié)二極管,如硅二極管或鍺二極管)的主要區(qū)別在于結(jié)構(gòu)、工作原理以及電氣性能上的差異:
1. **結(jié)構(gòu)**:
- 普通二極管是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體形成的P-N結(jié)。
- 肖特基二極管則是由金屬與N型半導(dǎo)體接觸形成的金屬-半導(dǎo)體接面(也稱肖特基勢(shì)壘),沒(méi)有明顯的P型區(qū)域。
2. **工作原理**:
- 普通二極管在正向偏置時(shí),通過(guò)P-N結(jié)的載流子需要跨越耗盡區(qū)才能形成電流,因此存在一定的開啟電壓(約0.6~0.7V對(duì)于硅二極管,0.2~0.3V對(duì)于鍺二極管)。
- 肖特基二極管由于其金屬-半導(dǎo)體界面形成的勢(shì)壘較低,電子可以更容易地從N型半導(dǎo)體穿越到金屬層,導(dǎo)致其正向?qū)▔航递^小(一般為0.15至0.45V)。
3. **電氣性能**:
- **正向壓降**:肖特基二極管的正向壓降明顯小于普通二極管,意味著在相同條件下,它具有更低的功耗和更高的效率。
- **反向恢復(fù)時(shí)間**:肖特基二極管的反向恢復(fù)時(shí)間極短,通常為幾納秒級(jí)別,遠(yuǎn)低于普通二極管的幾十納秒甚至微秒級(jí)別,這使得肖特基二極管適用于高頻開關(guān)電路。
- **反向耐壓**:肖特基二極管的最大缺點(diǎn)是反向擊穿電壓相對(duì)較低,一般不超過(guò)200V左右,而普通二極管可以承受較高的反向電壓。
- **頻率響應(yīng)**:由于快速的開關(guān)速度和低存儲(chǔ)電荷的特點(diǎn),肖特基二極管在高頻應(yīng)用中表現(xiàn)出色,例如在射頻通信、高速數(shù)據(jù)線保護(hù)和開關(guān)電源等領(lǐng)域。
- **溫度穩(wěn)定性**:雖然肖特基二極管在高溫下的正向壓降會(huì)增大,但其溫度系數(shù)通常比普通二極管小。
肖特基二極管主要應(yīng)用于對(duì)開關(guān)速度、低正向壓降有嚴(yán)格要求,且不需要高反向擊穿電壓的場(chǎng)合。而普通二極管則適用于更廣泛的直流整流、穩(wěn)壓、鉗位等應(yīng)用場(chǎng)景,特別是在需要較高反向耐壓的電路中更為常用。