肖特基二极管和快恢复二极管有什么区别(肖特基二极管和快速恢复二极管有什么区别)

导语：肖特基二极管和快恢复二极管有什么区别

肖特基二极管的基本原理是：在金属（例如铅）和半导体（N 型硅片）的接触面上，用已形成的肖特基来阻挡反向电压。肖特基与 PN 结的整流作用原理有根本性的差异。其耐压程度只有 40V 左右。其特长是：开关速度非常快：反向恢复时间特别地短。因此，能制作开关二极管和低压大电流整流二极管。肖特基二极管(Schottky Barrier Diode)：它是具有肖特基特性的“金属半导体结” 的二极管。其正向起始电压较低。其金属层除钨材料外，还可以采用金、钼、镍、钛等材料。其半导体材料采用硅或砷化镓，多维型半导体。这种器件是由多数载流子导电的，所以，其反向饱和电流较以少数载流子导电的 PN 结大得多。由于肖特基二极管中少数载流子的存贮效应甚微，所以其频率响仅为 RC 时间常数限制，因而，它是高频和快速开关的理想器件。其工作频率可达 100GHz。并且， MIS（金属－绝缘体－半导体）肖特基二极管可以用来制作太阳能电池或发光二极管。肖特基二极管(Schottky Diodes)：肖特基二极管利用金属与半导体接触所形成的势垒对电流进行控制。它的主要特点是具有较低的正向压降（0.3V 至 0.6V）；另外它是多子参与导电，这就比少子器件有更快的反应速度。肖特基二极管常用在门电路中作为三极管集电极的箝位二极管，以防止三极管因进入饱和状态而降低开关速度。肖特基势垒二极管 SBD（Schottky Barrier Diode，简称肖特基二极管）是近年来间世的低功耗、大电流、超高速半导体器件。其反向恢复时间极短（可以小到几纳秒），正向导通压降仅 0.4V 左右，而整流电流却可达到几千安培。这些优良特性是快恢复二极管所无法比拟的。中、小功率肖特基整流二极管大多采用封装形式。1．结构原理综上所述，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，近年来，采用硅平面工艺制造的铝硅肖特基二极管也已问世，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。肖特基整流管仅用一种载流子（电子）输送电荷，在势垒外侧无过剩少数载流子的积累，因此，不存在电荷储存问题（Qrr→0），使开关特性获得明显改善。其反向恢复时间已能缩短到 10ns 以内。但它的反向耐压值较低，一般不超过去时 100V。因此适宜在低压、大电流情况下工作。利用其低压降这特点，能提高低压、大电流整流（或续流）电路的效率。快恢复二极管是指反向恢复时间很短的二极管（5us 以下），工艺上多采用掺金措施，结构上又采用PN 结型结构，有的采用改进的 PIN 结构。其正向压降高于普通二极管（1-2V），反向耐压多在 1200V以下。从性能上可分为快恢复和超快恢复两个等级。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长，后者则在100 纳秒以下。肖特基二极管是以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管，简称肖特基二极管(SchottkyBarrier Diode)，具有正向压降低（0.4—1.0V）、反向恢复时间很短（0-10 纳秒），而且反向漏电流较大，耐压低，一般低于 150V，多用于低电压场合。这两种管子通常用于开关电源。肖特基二极管和快恢复二极管区别：前者的恢复时间比后者小一百倍左右，前者的反向恢复时间大约为几纳秒！前者的优点还有低功耗，大电流，超高速！电特性当然都是二极管！快恢复二极管在制造工艺上采用掺金,单纯的扩散等工艺,可获得较高的开关速度,同时也能得到较高的耐压.目前快恢复二极管主要应用在逆变电源中做整流元件.肖特基二极管：反向耐压值较低(一般小于 150V)，通态压降 0.3-0.6V，小于 10nS 的反向恢复时间。它是有肖特基特性的“金属半导体结” 的二极管。其正向起始电压较低。其金属层除材料外，还可以采用金、钼、镍、钛等材料。其半导体材料采用硅或砷化镓，多为 N 型半导体。这种器件是由多数载流子导电的，所以，其反向饱和电流较以少数载流子导电的 PN 结大得多。由于肖特基二极管中少数载流子的存贮效应甚微，所以其频率响仅为 RC 时间常数限制，因而，它是高频和快速开关的理想器件。其工作频率可达 100GHz。并且， MIS（金属－绝缘体－半导体）肖特基二极管可以用来制作太阳能电池或发光二极管快恢复二极管：有 0.8-1.1V 的正向导通压降， 35-85nS 的反向恢复时间，在导通和截止之间迅速转换，提高了器件的使用频率并改善了波形。快恢复二极管在制造工艺上采用掺金,单纯的扩散等工艺,可获得较高的开关速度,同时也能得到较高的耐压.目前快恢复二极管主要应用在逆变电源中做整流元件.快恢复二极管 FRD（Fast Recovery Diode）是近年来问世的新型半导体器件，具有开关特性好，反向恢复时间短、正向电流大、体积小、安装简便等优点。超快恢复二极管 SRD（Superfast RecoveryDiode），则是在快恢复二极管基础上发展而成的，其反向恢复时间 trr 值已接近于肖特基二极管的指标。它们可广泛用于开关电源、脉宽调制器（PWM）、不间断电源（UPS）、交流电动机变频调速（VVVF）、高频加热等装置中，作高频、大电流的续流二极管或整流管，是极有发展前途的电力、电子半导体器件。1．性能特点1)反向恢复时间：什么是反向恢复时间？当外加二极管的电压瞬间从正向转到反向时,流经器件的电流并不能相应地瞬间从正向电流转换为反向电流.此时,正向注入的少数载流子(空穴)被空间电荷区的强电场抽取,由于这些空穴的密度高于基区平衡空穴密度,因而在反向偏置瞬间将产生一个远大于反向漏电流的反向电流,即反向恢复电流IRM.与此同时,符合过程的强化也在加速这些额外载流子密度的下降,直到基区中积累的额外载流子的完全消失,反向电流才下降并稳定到反向漏电流.整个过程所经历的时间为反向恢复时间.反向恢复时间 trr 的定义是：电流通过零点由正向转换到规定低值的时间间隔。它是衡量高频续流及整流器件性能的重要技术指标。反向恢复电流的波形如图 1 所示。 IF 为正向电流， IRM 为最大反向恢复电流。Irr 为反向恢复电流，通常规定 Irr=0.1IRM。当 tt0 时，正向电流 I=IF。当 t＞t0 时，由于整流器件上的正向电压突然变成反向电压，因此正向电流迅速降低，在 t=t1 时刻， I=0。然后整流器件上流过反向电流 IR，并且 IR 逐渐增大；在 t=t2 时刻达到最大反向恢复电流 IRM 值。此后受正向电压的作用，反向电流逐渐减小，并在 t=t3 时刻达到规定值 Irr。从 t2 到 t3 的反向恢复过程与电容器放电过程有相似之处。2）快恢复、超快恢复二极管的结构特点快恢复二极管的内部结构与普通二极管不同，它是在 P 型、 N 型硅材料中间增加了基区 I，构成 P-I-N硅片。由于基区很薄，反向恢复电荷很小，不仅大大减小了 trr 值，还降低了瞬态正向压降，使管子能承受很高的反向工作电压。快恢复二极管的反向恢复时间一般为几百纳秒，正向压降约为 0.6V，正向电流是几安培至几千安培，反向峰值电压可达几百到几千伏。超快恢复二极管的反向恢复电荷进一步减小，使其 trr 可低至几十纳秒。20A 以下的快恢复及超快恢复二极管大多采用 TO-220 封装形式。从内部结构看，可分成单管、对管（亦称双管）两种。对管内部包含两只快恢复二极管，根据两只二极管接法的不同，又有共阴对管、共阳对管之分。几十安的快恢复二极管一般采用 TO-3P 金属壳封装。更大容量（几百安～几千安）的管子则采用螺栓型或平板型封装形式。2．检测方法1）测量反向恢复时间测量电路如图 3。由直流电流源供规定的 IF，脉冲发生器经过隔直电容器 C 加脉冲信号，利用电子示波器观察到的 trr 值，即使从 I=0 的时刻到 IR=Irr 时刻所经历的时间。设器件内部的反向恢电荷为 Qrr， trr2Qrr/IRM由式可知，当 IRM 为一定时，反向恢复电荷愈小，反向恢复时间就愈短。2）常规检测方法在业余条件下，利用万用表能检测快恢复、超快恢复二极管的单向导电性，以及内部有无开路、短路故障，并能测出正向导通压降。若配以兆欧表，还能测量反

向击穿电压。实例：测量一只超快恢复二极管，其主要参数为： trr=35ns， IF=5A， IFSM=50A， VRM=700V。将万用表拨至 R× 1 档，读出正向电阻为 6.4， n=19.5 格；反向电阻则为无穷大。进一步求得 VF=0.03V/格× 19.5=0.585V。证明管子是好的。注意事项：1）有些单管，共三个引脚，中间的为空脚，一般在出厂时剪掉，但也有不剪的。2）若对管中有一只管子损坏，则可作为单管使用。3）测正向导通压降时，必须使用 R× 1 档。若用 R× 1k 档，因测试电流太小，远低于管子的正常工作电流，故测出的 VF 值将明显偏低。在上面例子中，如果选择 R× 1k 档测量，正向电阻就等于 2.2k，此时 n=9 格。由此计算出的 VF 值仅 0.27V，远低于正常值(0.6V)。快恢复二极管的恢复时间是 200－500ns超快速二极管的恢复时间是 30－100ns肖特基二极管的恢复时间是 10ns 左右而且他们的正向导通电压也有所不同，肖特基<快恢复<高效率MBRX1100 Vf=0.85V 4007 Vf=1.1V 1N4937 Vf=1.2V UF1007 Vf=1.7V

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