¿Cuál es el paquete del diodo Schottky S4?
Publicado el 2008-4-20 13:03:20
El diodo de barrera Schottky SBD (diodo de barrera Schottky, denominado diodo Schottky) se ha introducido en los últimos años. Dispositivos semiconductores de consumo, alta corriente y velocidad ultraalta. Su tiempo de recuperación inversa es extremadamente corto (puede ser tan pequeño como unos pocos nanosegundos), la caída de voltaje directo es solo de aproximadamente 0,4 V y la corriente rectificada puede alcanzar varios miles de amperios. Estas excelentes características no tienen comparación con los diodos de recuperación rápida. La mayoría de los diodos rectificadores Schottky de potencia media y pequeña están empaquetados.
El principio básico es: en la superficie de contacto entre el metal (como el plomo) y el semiconductor (oblea de silicio tipo N), se utiliza el Schottky formado para bloquear el voltaje inverso. Existen diferencias fundamentales en los principios de rectificación de las uniones Schottky y PN. Su resistencia de voltaje es de sólo 40V. Su especialidad es: velocidad de conmutación muy rápida: tiempo de recuperación inversa extremadamente corto. Por lo tanto, se pueden producir diodos de conmutación y diodos rectificadores de baja tensión y alta corriente.
El Diodo de Barrera Schottky es un diodo con características Schottky de "unión metal-semiconductor". Su voltaje de arranque directo es bajo. Además de tungsteno, la capa metálica también puede estar hecha de oro, molibdeno, níquel, titanio y otros materiales. El material semiconductor utiliza silicio o arseniuro de galio, en su mayoría semiconductores de tipo. Este dispositivo es conducido por portadores mayoritarios, por lo que su corriente de saturación inversa es mucho mayor que la de una unión PN conducida por portadores minoritarios. Dado que el efecto de almacenamiento de las portadoras minoritarias en los diodos Schottky es muy pequeño, su respuesta de frecuencia solo está limitada por la constante de tiempo RC. Por lo tanto, es un dispositivo ideal para conmutación rápida y de alta frecuencia. Su frecuencia de funcionamiento puede alcanzar los 100GHz. Además, los diodos Schottky MIS (metal-aislante-semiconductor) se pueden utilizar para fabricar células solares o diodos emisores de luz.
Los diodos Schottky utilizan la barrera de potencial formada por el contacto entre el metal y el semiconductor para controlar el flujo de corriente. Su característica principal es que tiene una baja caída de voltaje directo (0,3 V a 0,6 V), además, tiene múltiples portadoras participando en la conducción, lo que tiene una velocidad de respuesta más rápida que los dispositivos de portadores minoritarios; Los diodos Schottky se utilizan a menudo en circuitos de compuerta como diodos de sujeción para los colectores de transistores para evitar que los transistores entren en un estado saturado y reduzcan la velocidad de conmutación.
1. Principio del diodo Schottky
El diodo Schottky está hecho de un metal precioso (oro, plata, aluminio, platino, etc.) A como electrodo positivo, semiconductor tipo N B como electrodo negativo y utiliza el potencial. Barrera formada en la superficie de contacto de los dos. Un dispositivo semiconductor de metal fabricado con propiedades rectificadoras. Debido a que hay una gran cantidad de electrones en los semiconductores de tipo N y solo una cantidad muy pequeña de electrones libres en los metales nobles, los electrones se difunden desde B con una concentración alta hacia A con una concentración baja. Obviamente, no hay agujeros en el metal A y no hay movimiento de difusión de los agujeros de A a B. A medida que los electrones continúan difundiéndose de B a A, la concentración de electrones en la superficie de B disminuye gradualmente y la neutralidad eléctrica de la superficie se destruye, por lo que se forma una barrera de potencial y la dirección del campo eléctrico es B → A. Sin embargo, bajo la acción de este campo eléctrico, los electrones en A también se desplazarán de A a B, debilitando así el campo eléctrico formado por el movimiento de difusión. Cuando se establece una región de carga espacial de un cierto ancho, el movimiento de deriva de electrones causado por el campo eléctrico y el movimiento de difusión de electrones causado por diferentes concentraciones alcanzan un equilibrio relativo, formando una barrera de Schottky.
La estructura del circuito interno de un rectificador Schottky típico se basa en un semiconductor de tipo N, sobre el cual se forma una capa N-epitaxial con arsénico como dopante. El material metálico del ánodo (capa barrera) es molibdeno. Para eliminar el campo eléctrico en la zona del borde y mejorar la resistencia a la tensión del tubo se utiliza dióxido de silicio (SiO2). El sustrato tipo N tiene una resistencia en estado muy pequeña y su concentración de dopaje es 100% mayor que la de la capa H. Debajo del sustrato se forma una capa catódica de N+, cuya función es reducir la resistencia de contacto del cátodo. Al ajustar los parámetros estructurales, se puede formar una barrera Schottky adecuada entre el sustrato y el metal del ánodo. Cuando se aplica un voltaje de polarización positiva E, el metal A y el sustrato B de tipo N se conectan a los polos positivo y negativo de la fuente de alimentación. respectivamente, en este momento, la anchura potencial de la barrera W0 se vuelve más estrecha. Cuando se aplica un voltaje de polarización negativa -E, el ancho de la barrera aumenta.
En resumen, el principio estructural del rectificador Schottky es muy diferente del del rectificador de unión PN. Por lo general, el rectificador de unión PN se llama rectificador de unión, mientras que el rectificador de semiconductores de metal se llama rectificador de semiconductores de metal. llamado rectificador Schottky En los últimos años también han aparecido diodos Schottky de aluminio-silicio fabricados con tecnología plana de silicio, que no solo ahorra metales preciosos y reduce en gran medida los costos, sino que también mejora la consistencia de los parámetros.
El rectificador Schottky utiliza solo un tipo de portador (electrón) para transportar carga, y no hay acumulación de portadores minoritarios en exceso fuera de la barrera de potencial. Por lo tanto, no hay problema de almacenamiento de carga (Qrr→0). , de modo que las características de conmutación mejoran significativamente. Su tiempo de recuperación inversa se ha reducido a menos de 10 ns. Sin embargo, su valor de tensión soportada inversa es bajo, generalmente no más de 100 V. Por lo tanto, es adecuado para trabajar en condiciones de baja tensión y alta corriente. Aprovechando su característica de baja caída de voltaje, se puede mejorar la eficiencia de los circuitos rectificadores (o de rueda libre) de bajo voltaje y alta corriente.
2. La estructura del diodo Schottky
El diodo Schottky es muy diferente del diodo de unión PN en términos de principio estructural. Su interior está hecho de metal anódico (capa barrera hecha de molibdeno o aluminio y otros materiales), dióxido de silicio (. SiO2), material de eliminación de campo eléctrico, capa epitaxial N (material de arsénico), sustrato de silicio tipo N, capa catódica N+ y metal catódico, etc., como se muestra en la Figura 4-44. Se forma una barrera Schottky entre el sustrato tipo N y el metal del ánodo. Cuando se aplica una polarización directa a ambos extremos de la barrera Schottky (el metal del ánodo está conectado al electrodo positivo de la fuente de alimentación y el sustrato tipo N está conectado al electrodo negativo de la fuente de alimentación), la capa de barrera Schottky se vuelve más estrecha y su resistencia interna se vuelve más pequeña; a la inversa, si se aplica polarización inversa a ambos extremos de la barrera Schottky, la capa de barrera Schottky se vuelve más ancha y su resistencia interna se vuelve más grande;
Los diodos Schottky se dividen en dos tipos de embalaje: emplomados y de superficie (SMD). Los diodos Schottky en paquetes de plomo se utilizan normalmente como diodos rectificadores de alta frecuencia y alta corriente, diodos de marcha libre o diodos de protección. Tiene dos formas de empaque: tipo de tubo único y tipo de tubo par (diodo doble), como se muestra en la Figura 4-45.
Los pares de tubos Schottky incluyen ***cátodo (los cátodos de los dos tubos están conectados), ***ánodo (los ánodos de los dos tubos están conectados) y conexión en serie (el ánodo de un diodo está conectado al otro diodo). (polo negativo) métodos de salida de tres clavijas, consulte la Figura 4-46.
Los diodos Schottky montados en superficie vienen en una variedad de formas de empaque, como los de tubo simple, doble y triple.
3． Detección de diodo Schottky
El diodo Schottky también se llama diodo de barrera Schottky (SBD para abreviar). Es un dispositivo semiconductor de baja potencia y velocidad ultraalta que se utiliza ampliamente en interruptores. diodos rectificadores de frecuencia, bajo voltaje y alta corriente, diodos de rueda libre y diodos de protección en circuitos como fuentes de alimentación, convertidores de frecuencia y variadores, o como diodos rectificadores y diodos detectores de pequeña señal en comunicaciones por microondas y otros circuitos.
(1) Comparación de rendimiento
Comparación de rendimiento de diodos Schottky, diodos de recuperación ultrarrápida, diodos de recuperación rápida, diodos rectificadores de silicio de alta frecuencia y diodos de conmutación de silicio de alta velocidad. Se puede ver en la tabla que, aunque el trr de los diodos de conmutación de alta velocidad de silicio es extremadamente bajo, la corriente rectificada promedio es muy pequeña y no se puede utilizar para rectificaciones de corriente grandes.
(2) Método de detección
A continuación se utiliza un ejemplo para presentar el método de detección de diodos Schottky. Los contenidos de la prueba incluyen: ① Identificar el electrodo; ② Verificar la conductividad unidireccional del tubo; ③ Medir la caída de tensión directa VF; ④ Medir la tensión de ruptura inversa VBR; El tubo bajo prueba es un tubo Schottky B82-004. Tiene tres clavijas. La apariencia es como se muestra en la Figura 4. Las clavijas están numeradas ①, ②, ③ de izquierda a derecha. Seleccione el nivel R×1 del multímetro 500 para realizar mediciones.
Conclusión de la prueba:
En primer lugar, según la resistencia directa que se puede medir entre ①② y ③④, se determina que el tubo bajo prueba es un tubo negativo, y los ① y ③ Los pines son Hay dos ánodos y el pin ② es el cátodo macho.
En segundo lugar, debido a que la resistencia directa entre ①② y ③② es de solo unos pocos ohmios, mientras que la resistencia inversa es infinita, tiene conductividad unidireccional.
En tercer lugar, las caídas de tensión directa de los dos diodos Schottky internos son 0,315 V y 0,33 V respectivamente, los cuales son inferiores al valor máximo permitido VFM (0,55 V) indicado en el manual.
Además, utilizando el rango de 250 VCC del megaóhmetro ZC 25-3 y el multímetro tipo 500, el voltaje de ruptura inverso VBR de los dos tubos internos fue de 140 V y 135 V respectivamente. Consulte el manual, el voltaje máximo de trabajo inverso (es decir, voltaje pico inverso) de B82-004 es VBR=40V. Muestra que existe un factor de seguridad más alto.
4. Parámetros principales de los diodos Schottky de uso común
Los diodos Schottky con plomo de uso común incluyen D80-004, B82-004, MBR1545, MBR2535 y otros modelos. Los parámetros principales se muestran en. Tabla 4-43.
Los diodos Schottky de montaje superficial comúnmente utilizados incluyen la serie FB, cuyos principales parámetros se muestran en la Tabla 4-44.
Categoría de sistema: Tecnología analógica
Categoría de usuario: Conceptos básicos de electrónica
Etiqueta: Diodo Schottky
Fuente: Organizado