肖特基二極管的結構
新型高壓SBD的結構和材料與傳統(tǒng)SBD是有區(qū)別的。傳統(tǒng)SBD是通過金屬與半導體接觸而構成。金屬材料可選用鋁、金、鉬、鎳和鈦等,半導體通常為硅(Si)或砷化鎵(GaAs)。由于電子比空穴遷移率大,為獲得良好的頻率特性,故選用N型半導體材料作為基片。為了減小SBD的結電容,提高反向擊穿電壓,同時又不使串聯(lián)電阻過大,通常是在N+襯底上外延一高阻N-薄層。CP是管殼并聯(lián)電容,LS是引線電感,RS是包括半導體體電阻和引線電阻在內的串聯(lián)電阻,Cj和Rj分別為結電容和結電阻(均為偏流、偏壓的函數(shù))。 大家知道,金屬導體內部有大量的導電電子。當金屬與半導體接觸(二者距離只有原子大小的數(shù)量級)時,金屬的費米能級低于半導體的費米能級。在金屬內部和半導體導帶相對應的分能級上,電子密度小于半導體導帶的電子密度。因此,在二者接觸后,電子會從半導體向金屬擴散,從而使金屬帶上負電荷,半導體帶正電荷。由于金屬是理想的導體,負電荷只分布在表面為原子大小的一個薄層之內。而對于N型半導體來說,失去電子的施主雜質原子成為正離子,則分布在較大的厚度之中。電子從半導體向金屬擴散運動的結果,形成空間電荷區(qū)、自建電場和勢壘,并且耗盡層只在N型半導體一邊(勢壘區(qū)全部落在半導體一側)。勢壘區(qū)中自建電場方向由N型區(qū)指向金屬,隨熱電子發(fā)射自建場增加,與擴散電流方向相反的漂移電流增大,最終達到動態(tài)平衡,在金屬與半導體之間形成一個接觸勢壘,這就是肖特基勢壘。
在外加電壓為零時,電子的擴散電流與反向的漂移電流相等,達到動態(tài)平衡。在加正向偏壓(即金屬加正電壓,半導體加負電壓)時,自建場削弱,半導體一側勢壘降低,于是形成從金屬到半導體的正向電流。當加反向偏壓時,自建場增強,勢壘高度增加,形成由半導體到金屬的較小反向電流。因此,SBD與PN結二極管一樣,是一種具有單向導電性的非線性器件。
肖特基二極管的封裝
肖特基二極管分為有引線和表面安裝(貼片式)兩種封裝形式。 采用有引線式封裝的肖特基二極管通常作為高頻大電流整流二極管、續(xù)流二極管或保護二極管使用。它有單管式和對管(雙二極管)式兩種封裝形式。肖特基對管又有共陰(兩管的負極相連)、共陽(兩管的正極相連)和串聯(lián)(一只二極管的正極接另一只二極管的負極)三種管腳引出方式。
采用表面封裝的肖特基二極管有單管型、雙管型和三管型等多種封裝形式,有A~19種管腳引出方式。
肖特基二極管的檢測方法
下面通過一個實例來介紹檢測肖特基二極管的方法。檢測內容包括:①識別電極;②檢查管子的單向導電性;③測正向導壓降VF;④測量反向擊穿電壓VBR。
被測管為B82-004型肖特基管,共有三個管腳,將管腳按照正面(字面朝向人)從左至右順序編上序號①、②、③。選擇500型萬用表的R×1檔進行測量,全部數(shù)據(jù)整理成下表:
肖特基二極管測試結論:
第一,根據(jù)①—②、③—④間均可測出正向電阻,判定被測管為共陰對管,①、③腳為兩個陽極,②腳為公共陰極。
第二,因①—②、③—②之間的正向電阻只幾歐姆,而反向電阻為無窮大,故具有單向導電性。
第三,內部兩只肖特基二極管的正向導通壓降分別為0.315V、0.33V,均低于手冊中給定的最大允許值VFM(0.55V)。
另外使用ZC 25-3型兆歐表和500型萬用表的250VDC檔測出,內部兩管的反向擊穿電壓VBR依次為140V、135V。查手冊,B82-004的最高反向工作電壓(即反向峰值電壓)VBR=40V。表明留有較高的安全系數(shù).