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肖特基二极管的内部电路结构包含一个金属-半导体结,这与传统p-n结二极管中使用的金属-绝缘体-半导体结截然不同。强茂肖特基二极管以其低正向压降、快速开关速度和高效率而著称,以下是其内部结构的基本分解。
1、金属-半导体结
金属侧:在肖特基二极管中,阳极由金属制成,通常是铂 (Pt)、金 (Au) 或钨 (W)。
半导体侧:阴极由n型半导体制成(通常是硅 (Si),尽管有时也使用其他半导体,例如砷化镓 (GaAs))。
金属和n型半导体之间形成的结称为肖特基势垒,其特性与p-n结截然不同。
2、结特性
肖特基势垒高度(即金属和半导体之间的势能差)在决定正向压降方面起着重要的作用。对于肖特基二极管,该势垒通常较低,因此这些二极管的正向压降也较低(约为0.2V至0.4V,而硅p-n二极管的正向压降为0.7V至1.0V)。
反向漏电流通常高于p-n结二极管,但由于不存在电荷存储,其正向电流要低得多,这使得强茂肖特基二极管的响应速度更快。
3、器件结构
阴极(n型半导体区):当二极管正向偏置时,电荷载流子(电子)在该区域流动。n型半导体通常具有一定的掺杂浓度,以确保电子流动的低电阻。
阳极(金属触点):金属触点用于将电荷载流子注入半导体。该界面构成了基本的肖特基势垒。
保护环(可选):在高功率肖特基二极管中,金属-半导体结周围设有保护环,以防止在高反向偏置条件下发生击穿。
4、工作原理
正向偏置:当金属的电位高于半导体时,肖特基势垒降低,电流开始流动,但与传统的p-n二极管相比,其压降要低得多。
反向偏置:当金属的电位低于半导体时,势垒高度增加,阻止电流流动。然而,由于结的特性,肖特基二极管的反向漏电流比p-n二极管要高。
5、电容
与p-n结二极管相比,肖特基二极管的结电容往往更低,这也是它们具有快速开关速度的原因之一。这一特性在高频应用中尤为有用,例如射频电路。
强茂肖特基二极管的内部结构相对简单,由金属-n 型半导体结组成,这使得它具有低正向压降和快速开关的特性,但与传统的 p-n 结二极管相比,其反向漏电流较高,反向电压容差较低。