【经验】肖特基二极管反向恢复分析

时间： 2023-09-27 来源：龙夏电子官网

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二极管,肖特基二极管,Schottky Barrier Diode,肖特基势垒二极管

一、什么是肖特基：

肖特基二极管以发明人肖特基博士（Schottky）命名。SBD（Schottky Barrier Diode）是肖特基势垒二极管的缩写。不同于一般二极管的P半导体和N半导体接触形成，肖特基二极管是利用金属和半导体接触形成。

肖特基的两个主要特点，一个是正向导通压降比较低，一般在0.15~0.5V之间，导通压降低可以提高系统的效率。另一个特点是反向恢复时间短，一般在几个纳秒。所以肖特基二极管一般用作高频、大电流整流、低压、续流二极管、保护二极管等。二极管从正向导通到反向截止有一个反向恢复的过程，而不是立即由导通到截止。

二、肖特基的反向恢复过程：

在0-t1时间内，给二极管加正的VF电压，二极管导通，流过二极管的电流IF=（VF-VD）/RL，VD是二极管的导通压降。在t1后，将V1由VF改为-VR，理想条件下，二极管会立刻截止，反向电流IR很小。

但实际情况是，二极管并不是立刻截止，而是由正向IF变为一个很大的反向电流IR=VR/RL，维持Ts时间后，IR再慢慢降低到一个很小的值，差不多是0.1倍IR，时间为Tt，这时的二极管才进入反向截止状态。

通常把二极管从正向导通转为反向截止所经过的转换过程称为反向恢复过程。其中Ts称为存储时间，Tt称为渡越时间，Ts+Tt称为反向恢复时间。由于反向恢复时间的存在，使二极管的开关速度。

三、产生反向恢复过程的原因：

以PN结二极管为例：电荷存储效应产生上述现象的原因是由于二极管外加正向电压VF时，载流子不断扩散而存储的结果。当外加正向电压时Ｐ区空穴向Ｎ区扩散，Ｎ区电子向Ｐ区扩散，这样，不仅使势垒区（耗尽区）变窄，而且使载流子有相当数量的存储，在Ｐ区内存储了电子，而在Ｎ区内存储了空穴，它们都是非平衡少数载流。空穴由Ｐ区扩散到Ｎ区后，并不是立即与Ｎ区中的电子复合而消失，而是在一定的路程LP（扩散长度）内，一方面继续扩散，一方面与电子复合消失，这样就会在LP范围内存储一定数量的空穴，并建立起一定空穴浓度分布，靠近结边缘的浓度，离结越远，浓度越小。正向电流越大，存储的空穴数目越多，浓度分布的梯度也越大。电子扩散到Ｐ区的情况也类似。

我们把正向导通时，非平衡少数载流子积累的现象叫做电荷存储效应。

当输入电压突然由+VF变为-VR时Ｐ区存储的电子和Ｎ区存储的空穴不会马上消失，但它们将通过下列两个途径逐渐减少：

①在反向电场作用下，Ｐ区电子被拉回Ｎ区，Ｎ区空穴被拉回Ｐ区形成反向漂移电流IR；

②与多数载流子复合。

在这些存储电荷消失之前，PN结仍处于正向偏置，即势垒区仍然很窄，PN结的电阻仍很小，与RL相比可以忽略，所以此时反向电流IR=（VR＋VD）/RL。VD表示PN结两端的正向压降，一般VR>VD，即 IR＝VR／RL。在这段期间，IR基本上保持不变，主要由VR和RL所决定。经过时间ts后Ｐ区和Ｎ区所存储的电荷已显著减小，势垒区逐渐变宽，反向电流IR逐渐减小到正常反向饱和电流的数值，经过时间tt，二极管转为截止。

由上可知，二极管在开关转换过程中出现的反向恢复过程，实质上由于电荷存储效应引起的，反向恢复时间就是存储电荷消失所需要的时间。

而肖特基二极管则是变成只一侧的半导体区内的耗尽层，在反向恢复时只消耗半导体区耗尽层的储存电荷，所以肖特基二极管的反向恢复特性相较于PN结二极管有所提升，反向恢复时间更短，反向恢复电流小。

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产品型号	品类	Polarity	Configuration	Package	VDS(V)	VGS(±V)	ID(A)@25°C	EAS(mj)
LR038N02T9	MOSFET	N	Single	PDFN3*3	20V	12V	80A	182.25mj

选型表 - 龙夏电子立即选型

肖特基二极管(SBD)与普通二极管的区别

总的来说，肖特基二极管属于二极管的一种，无论哪种二极管，都脱离不了二极管的单向导电性，由于很多人在肖特基的选型及应用上有所疑问，本文我们就主要来介绍一下肖特基二极管和普通二极管的区别。首先，肖特基二极管不是利用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，这是它与普通二极管在最根本上区别。