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肖特基二极管的目前趋势

  虽然肖特基二极管已经上市有几十年了,新的发展和产品却不断增强了它的特性并扩展了应用的可能性。除了太阳能电池板和汽车,它们现在也被用于笔记本电脑、智能手机和平板电脑的电池充电器。

  早在1938年,德国物理学家Walter Schottky开发了金属-半导体接触的模型。与半导体-半导体接触相反,肖特基二极管由于材料组成的选择方式在半导体的界面上形成了一个耗尽区而因此具有势垒。这防止了低于特定功率阈值的电功率在金属和半导体之间流通。肖特基二极管因此比其他金属-半导体二极管(例如:表现出欧姆电阻行为的欧姆接触)为转移提供了更大的势垒。

  由于这种特性,肖特基二极管主要用于以下两个领域:

  1)整流,即在开关电源(开关模式电源,SMPS)或电源整流器内部的交流至直流转换,以及直流电压转换;

  2)阻止直流电流和相反极性的直流的反向流动,例如当电池插入不正确时。

  由于其较高的开关速度,肖特基二极管主要用于高达微波范围的高频应用。这也是由于它们的低饱和能力。因此它们通常在开关电源中以续流二极管或整流器二极管的形式用作降低感应电压的保护二极管,还可用作检测电路的解调器。

  然而,并非所有的肖特基二极管都一样。例如,大多数硅用于高达250V的电压,而砷化镓、碳化硅或硅锗被用作阻断200至1700V电压的半导体材料。硅肖特基二极管具有大约0.4V的低阈值电压,工作电流较低时甚至低于0.1V。这远远低于电压约为1V的半导体-半导体结。肖特基二极管因此可以与硅双极晶体管的集电极基极结并联切换,以防止晶体管的饱和,并且使得晶体管能够显著更快地切换到阻断状态。然而,它们具有比硅基半导体-半导体二极管更高的漏电流,并且在较高的阻断电压下快速导致高导通损耗。

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