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肖特基二极管(SBD)的整流特性
来源:长晶电子 时间:2025-07-30 15:40:18

肖特基二极管(Schottky Barrier Diode, SBD)是一种利用金属-半导体结(肖特基结)而非传统PN结进行整流的半导体器件。它在高频开关电源、低压整流和快速开关应用中具有显著优势。以下是其核心整流特性:

1. 极低的正向压降(Vf)

典型值:0.15V~0.45V(硅PN结二极管通常0.6V~1.2V)

原因:肖特基二极管采用金属(如铂、钨、钼)与N型半导体接触,没有PN结的扩散势垒,导通电压更低。

优势:

降低导通损耗,提高电源效率

适合低压大电流应用(如CPU供电、DC-DC转换器)

2. 超快开关速度(几乎无反向恢复时间)

反向恢复时间(trr)极短(<10ns,甚至可忽略不计)

原因:肖特基二极管是多数载流子器件(仅电子参与导电),不像PN结二极管需要清除少数载流子。

优势:

适用于高频开关(MHz级)

减少开关损耗,提高效率(如开关电源、RF整流)

3. 反向漏电流较大

缺点:反向漏电流(Ir)比硅二极管高(尤其在高温下)

原因:金属-半导体结的势垒较低,反向偏置时电子易隧穿。

影响:

不适合高压应用(通常<200V)

高温环境下性能下降明显

4. 耐压能力较低

典型耐压范围:20V~200V(普通整流二极管可达1000V以上)

原因:肖特基势垒高度有限,反向击穿电压较低。

应用限制:

仅适用于低压整流(如5V/12V电源)

高压场合需使用SiC(碳化硅)肖特基二极管

正向压降(Vf)随温度升高而降低(负温度系数)

反向漏电流(Ir)随温度升高急剧增加

影响:

高温环境下可能发生热失控(需加强散热)

不适合高温高反压应用

6. 典型应用

应用场景 优势

开关电源(SMPS)输出整流 低Vf减少损耗

DC-DC转换器 高频高效

CPU/GPU供电电路 低压大电流

高频RF检波/混频 超快开关

太阳能电池旁路二极管 低功耗

肖特基二极管(SBD)

7. 与普通PN结二极管对比

特性 肖特基二极管 普通整流二极管

正向压降(Vf) 0.15~0.45V 0.6~1.2V

反向恢复时间(trr) 几乎为0 几十ns~μs级

反向漏电流(Ir) 较大(mA级) 较小(μA级)

耐压(VRRM) 通常<200V 可达数千伏

适用频率 MHz级 kHz级

8. 选型注意事项

耐压选择:确保VRRM > 实际工作电压(留20%~50%余量)

电流能力:IF(AV)需满足需求,避免过热

散热管理:高温下漏电流增加,需优化PCB散热

SiC肖特基二极管:适用于高压(600V+)高温场合

总结

肖特基二极管凭借低导通压降、超快开关速度成为现代高效电源设计的首选,但其耐压低、漏电流大的特点限制了其在高压场景的应用。在低压高频(如DC-DC转换、CPU供电)领域,它的性能远超普通整流二极管。