肖特基二极管的等效电路及应用

肖特基二极管应用

　　肖特基二极管的主要应用领域是开关电源或SMPS，其工作频率超过20 kHz。

　　通常，室温下50 A肖特基二极管的额定正向电压为0.6 V，恢复时间为10

ns，专为SMPS应用而设计。另一方面，在相同的电流规格下，普通p-n结二极管可能表现出1.1 V的正向压降和约30至50 ns的恢复速率。

　　您可能会发现上述正向电压差非常小，但是如果我们查看两者之间的功耗水平：P（热载波）= 0.6 x 50 = 30瓦，P（p-n） = 1.1 x 50

= 55瓦，这是一个相当大的可测量差异，可能会严重损害SMPS的效率。

　　虽然在反向偏置区域中，肖特基二极管的耗散可能略高，但净正向和反向偏置耗散仍将比p-n结二极管好得多。

　　反向恢复时间

　　在普通p-n半导体二极管中，由于注入的少数载流子，反向恢复时间（trr）很高。

　　在肖特基二极管中，由于少数载流子极低，反向恢复时间非常短。这就是为什么肖特基二极管即使在 20 GHz

的频率下也能如此有效地工作，这需要设备以极快的速度切换。

　　对于高于此频率的频率，仍然使用点接触二极管或晶体二极管，因为它们的结面积或点结面积非常小。

　　肖特基二极管等效电路

　　下图描述了具有典型值的肖特基二极管的等效电路。相邻符号是设备的标准符号。

　　电感Lp和电容Cp是封装本身规定的值，rB构成由接触电阻和体积电阻组成的串联电阻。

　　电阻 rd 和电容 Cj 的值与前几段中讨论的计算一致。

　　肖特基二极管规格表

　　下图为我们提供了摩托罗拉半导体产品公司生产的热载波整流器列表及其规格和引脚排列详细信息。

　　肖特基二极管的应用

　　肖特基二极管的应用很多。当然，它可以用作通用整流器。然而，由于其快速的开关时间和高频能力，它对于RF应用非常有利。

　　因此，肖特基二极管几乎总是用于高性能二极管环形混频器（如下图所示），以满足其性能标准。

　　它们也是出色的RF检波器，因为它们可以拾取传统PN结无法拾取的信号，因为它们具有低电容和正向电压损耗。

　　如前所述，肖特基二极管具有高电流密度和低正向压降。

　　因此，肖特基二极管通常应用于电源。这些二极管可降低功率损耗，提高电源效率。

　　此外，由于效率的提高，需要散热更低，这可能允许设计人员在设计中使用更小的散热器。

　　逻辑电路采用肖特基二极管。74LS（低功耗肖特基）和74S（肖特基）系列逻辑电路采用肖特基二极管作为关键元件，尽管现在不太流行。

　　为了用作箝位，肖特基插入驱动晶体管的集电极和基极之间（见图beow）。

　　当晶体管用力导通以产生低电平或逻辑“0”输出时，二极管的基极集电极结正向偏置。肖特基二极管在工作时吸收大部分电流，从而显著缩短晶体管的关断时间并加快电路速度。

　　此外，肖特基二极管是各种其他器件中必不可少的元件，例如金属半导体场效应晶体管和光电二极管（MESFET）。该二极管不仅本身广泛用于多种应用，而且还可作为各种其他器件中的关键元件。