开关二极管

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肖特基二极管的目前趋势

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肖特基二极管的目前趋势

发布日期:2020-07-14 作者: 点击:

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运用的可能性。除了太阳能电池板和轿车,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-半导体触摸的模型。与半导体-半导体触摸相反,肖特基二极管因为资料组成的挑选方式在半导体的界面上形成了一个耗尽区而因而具有势垒。这避免了低于特定功率阈值的电功率在金属和半导体之间流转。肖特基二极管因而比其他金属-半导体二极管(例如:表现出欧姆电阻行为的欧姆触摸)为转移供给了更大的势垒。

  因为这种特性,肖特基二极管首要用于以下两个范畴:

  1)整流,即在开关电源(开关形式电源,SMPS)或电源整流器内部的沟通至直流转化,以及直流电压转化;

  2)阻挠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。

  因为其较高的开关速度,肖特基二极管首要用于高达微波规模的高频运用。这也是因为它们的低饱满才能。因而,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。

  1 不同版别

  但是,并非一切的肖特基二极管都相同。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电压的半导体资料。硅肖特基二极管具有大约0.4V的低阈值电压,作业电流较低时乃至低于0.1V。这远远低于电压约为1V的半导体-半导体结。肖特基二极管因而能够与硅双极晶体管的集电极基极结并联切换,以避免晶体管的饱满,并且使得晶体管能够明显更快地切换到阻断状况。但是,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。

  为了削减这些缺点,Littelfuse最近推出了两个全新产品系列:MBR和DST功率半导体。MBR系列的整流二极管根据硅上肖特基二极管技能,不只具有低漏电流,且供给高温电阻和低正向电压。它们十分合适用于高频开关电源、续流二极管、DC/DC转化器、不间断电源和极性保护。它们还可满足商业和工业运用的一切一般要求。这些适用于恶劣高温环境中的高结温条件的二极管具有保护环,可进步强度和耐用性。开发人员常常运用MBR肖特基整流二极管,因为它们具有极快的开关特性、低正向电压和低漏电流,并且对高结温具有较高的阻抗。因为它们发生的热比常规二极管要少,因而还削减了热和电损耗。

与MBR系列比较,DST系列的肖特基势垒整流器具有极低的正向电压和更低的漏电流,因而具有更高体系功率。一起,它们具有较高的饱满才能,也因而不适用于超高频运用。否则,两个系列具有几乎相同的特性,也合适用于相同的运用。根据详细运用的电路设计,它们具有多种封装类型和单芯片或双芯片配置可选。Littelfuse还可针对特定运用对二极管进行定制。该公司还始终如一地呼应个性化客户在功能性、包装和交给方面的需求,然后能够为特定的运用状况开发完美的解决方案。

  2 实践运用

  肖特基二极管的典型运用包括,例如太阳能电池板或开关形式电源。原因是开关形式电源目前通常的作业频率高于20kHz,有时在较小的运用中乃至高达200kHz。因而,虽然DST有所普及,但在该范畴首要运用的是MBR二极管。今天,开关电源正越来越多地被用来将沟通电转化为直流电,包括笔记本电脑和平板电脑的电源适配器、智能手机的USB充电器、台式电脑、网络设备、机顶盒、无线路由器和许多其他设备的内置电源。假如某件设备具有其运转所需的处理器或存储器单元并且由沟通电供电(例如经过家中的插座或车中的沟通发电机),那么通常设备的是开关电源。

  电源整流器因而首要用于电源运用中,在这些运用中来自沟通发电机的沟通电有必要为后面的各种设备转化为5V、9V、16V 或24V的直流电。在轿车中,直流到直流电源将电池的12V或24V电流转化为轿车中各种器材所用的5V、9V、16V或其他电压的直流电。虽然电流及其电压的可靠转化通常是直流至沟通或直流至直流电源和其他电气设备的首要方针,避免逆流却是太阳能模块的方针。由半导体资料制成的太阳能电池因供给的能量(例如,来自太阳的电磁辐射)而发生自由的电荷载子。为了从这些电荷载子中发生电流,正负电荷的载子有必要朝向不同的方向。这通常是运用内部电场来完成的,而内部电场能够经过半导体-半导体或金属-半导体结来发生。后者因为其较低的正向电压降能够更好地避免可能的回流,然后避免整流器的功率损耗。

  MBR肖特基二极管曩昔在一切运用中主导了市场,因为它们更容易出产且更便宜。远东制造商尤其能够以极低的价格供给这些器材。但是,质量要求、耐久性、反抗恶劣环境以及个性化调整正在起着越来越重要的效果;因而,挑选价格更高的产品通常在长远看来更具报答性。此外,DST二极管的运用也变得愈加频繁,因为虽然其制造进程杂乱,但比起MBR版别来也并不是贵得多,并且因为它们更高的体系功率可确保更快的投资报答。经过运用改进的技能也逐步解决了极高频率运用的问题;由此看来,DST正在征服越来越多的运用范畴。

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