二極管應(yīng)用手冊(cè)(基礎(chǔ)知識(shí)特性、應(yīng)用設(shè)計(jì)工程師指南)

理想的二極管通常具有低正向壓降、高反向截止電壓、零漏電流和低寄生電容，從而 幫助實(shí)現(xiàn)高開(kāi)關(guān)速度?？紤]正向壓降時(shí)，導(dǎo)致整體壓降VF的因素主要有兩個(gè)（如圖1 所示）：結(jié)點(diǎn)處的壓降（恢復(fù)整流二極管和齊納二極管為p-n結(jié)，肖特基整流二極管 為金屬-半導(dǎo)體結(jié)）；以及漂移區(qū)的壓降。p-n結(jié)的正向壓降在本質(zhì)上由內(nèi)置電壓決 定，因而主要由所選半導(dǎo)體及其摻雜質(zhì)決定。另一方面，肖特基勢(shì)壘整流二極管中金 屬-半導(dǎo)體界面的正向壓降可通過(guò)選擇肖特基金屬來(lái)修改，而肖特基勢(shì)壘就是半導(dǎo)體 的金屬功函數(shù)和電子親合能之差。通過(guò)使用具有低金屬功函數(shù)的肖特基金屬，可最大 限度減少金屬半導(dǎo)體界面的壓降。但是，結(jié)點(diǎn)處的正向壓降和肖特基整流二極管的漏 電流之間存在權(quán)衡關(guān)系，因?yàn)槁╇娏鞯募?jí)別也由肖特基勢(shì)壘和金屬半導(dǎo)體界面的電場(chǎng) 決定。除了該權(quán)衡，為實(shí)現(xiàn)高反向截止電壓，當(dāng)漂移區(qū)的厚度增加時(shí)，結(jié)點(diǎn)處低壓降 的優(yōu)勢(shì)可能會(huì)消失。因此，肖特基整流二極管的反向截止電壓歷來(lái)限于200V以下。 這些考量因素就形成了基于最大反向電壓的分立二極管的應(yīng)用技術(shù)概覽，如圖2所 示。如前所述，使用肖特基二極管時(shí)的最大反向電壓通常約為200V；當(dāng)反向電壓超 過(guò)200V時(shí)，肖特基二極管就會(huì)失去其固有的優(yōu)勢(shì)。此時(shí)，使用恢復(fù)整流二極管。我 們對(duì)不同開(kāi)關(guān)速度的恢復(fù)整流二極管進(jìn)行了區(qū)分。這種分類可參見(jiàn)關(guān)于動(dòng)態(tài)行為的章 節(jié)(2.4)描述。碳化硅(SiC)二極管的工作范圍從650V開(kāi)始。由于SiC的寬帶隙，其工作 范圍可擴(kuò)展至1700V以上。圖2還顯示了一項(xiàng)新技術(shù)，稱為鍺化硅(SiGe)。SiGe二極管 的最大反向電壓在100-200V之間，安裝在肖特基二極管和恢復(fù)整流二極管之間的界 面附近。