碳化硅肖特基二極管簡(jiǎn)介！-國(guó)晶微半導(dǎo)體

    碳化硅肖特基二極管簡(jiǎn)介！

    肖特基二極管或PNPN二極管是一種四層（P-N-P-N）、兩個(gè)端子（即陽(yáng)極和陰極）的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件。它也被稱為四層二極管。它的功能就像一個(gè)沒(méi)有任何觸發(fā)輸入的普通二極管，在反向偏壓條件下，沒(méi)有電流流過(guò)它，在正向偏壓條件下，當(dāng)通過(guò)它的電壓大于它的擊穿電壓時(shí)，電流流過(guò)它。

    這些二極管只有兩種狀態(tài)，通或斷這就是為什么它們被歸類為晶閘管。肖特基二極管的基本結(jié)構(gòu)、雙管類比和符號(hào)如下圖所示。

    這種二極管的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單：它是通過(guò)連接四層來(lái)形成PNPN結(jié)的。此二極管使用兩個(gè)晶體管的等效電路如上圖所示，在晶體管的集電極中，T1連接到T2的基極。

    結(jié)J1形成于T1的發(fā)射極-基極結(jié)，J2形成于T1和T2之間公共連接的基極-集電極結(jié)，J3形成于T2的基極-發(fā)射極結(jié)。因此，作為基極-發(fā)射極結(jié)，J1和J3必須正向偏置，作為集電極-基極結(jié)，J2必須反向偏置以實(shí)現(xiàn)線性操作。

    工作

    如上所述，這些二極管由三個(gè)接頭J1、J2和J3組成。當(dāng)電壓以陽(yáng)極相對(duì)于陰極為正的方式施加到該二極管上時(shí)，結(jié)J1和J3正向偏置，J2反向偏置。

    在二極管兩端的電壓低于過(guò)電壓之前，作為一個(gè)開(kāi)路開(kāi)關(guān)，該二極管的電阻非常高，不允許電流流過(guò)。一旦達(dá)到斷開(kāi)過(guò)電壓（隨著正向電壓的增加），由于接頭J2的擊穿，電阻就會(huì)非常低。

    因此，它就像短路一樣，允許電流流動(dòng)，直到電流達(dá)到二極管的保持電流水平。通過(guò)二極管的正向電流取決于施加的電壓和外部負(fù)載電阻。下圖顯示了肖特基二極管在導(dǎo)通和非導(dǎo)通狀態(tài)下的VI特性，其中只有當(dāng)電壓大于斷開(kāi)過(guò)電壓VBO時(shí)，導(dǎo)通狀態(tài)電流才會(huì)流動(dòng)。

    當(dāng)陽(yáng)極相對(duì)于陰極為負(fù)時(shí)，結(jié)J1和J3反向偏置，結(jié)J2正向偏置。如果反向偏置電壓增加（超過(guò)肖特基二極管的擊穿電壓），J1和J3反向偏置，則反向電流將流過(guò)二極管，如上圖所示。

    這種反向電流產(chǎn)生熱量，進(jìn)一步破壞整個(gè)二極管。因此，肖特基二極管不應(yīng)在反向偏壓條件下工作，其電壓等于反向擊穿電壓。

    一旦肖特基二極管是對(duì)它的行為就像一個(gè)關(guān)閉的開(kāi)關(guān)提供了一個(gè)非常低的電流流動(dòng)阻力。要關(guān)閉二極管（或像打開(kāi)開(kāi)關(guān)一樣工作），必須將施加的電壓降低到一定值，使流過(guò)二極管的電流小于二極管的保持電流IH。在此狀態(tài)下，結(jié)J2來(lái)自反向擊穿狀態(tài)并恢復(fù)其高電阻值。

    肖特基二極管應(yīng)用！

    肖特基二極管主要用于開(kāi)關(guān)應(yīng)用。下面討論肖特基二極管作為弛豫振蕩器和觸發(fā)開(kāi)關(guān)的兩個(gè)重要應(yīng)用。

    作為弛豫振蕩器

    下圖顯示了使用肖特基二極管的弛豫振蕩器電路。在這種情況下，二極管通過(guò)電容器電源與電源電池相連。

    當(dāng)蓄電池電壓施加到電路上時(shí)，電容器通過(guò)電阻R充電。當(dāng)施加在電容器上的電壓或電壓大于肖特基二極管的過(guò)電壓時(shí)，它就會(huì)導(dǎo)通并起到開(kāi)關(guān)的作用。

    這會(huì)使電容器通過(guò)二極管迅速放電。當(dāng)通過(guò)二極管的電流小于二極管的保持電流時(shí)，二極管關(guān)閉，電容器再次充電。電容器上的電壓如下圖所示，因?yàn)殡娙萜鞑粫?huì)完全放電，所以參考電壓大于零伏。

    肖特基二極管最常見(jiàn)的應(yīng)用是開(kāi)關(guān)電路，用來(lái)打開(kāi)可控硅。在下面的電路中，可控硅由肖特基二極管觸發(fā)。電阻和電容RC網(wǎng)絡(luò)由直流電源供電，直流電源驅(qū)動(dòng)肖特基二極管。

    當(dāng)施加VDC時(shí)，shockley正向偏置，電容器也開(kāi)始通過(guò)電阻充電。當(dāng)電容器的充電電壓達(dá)到二極管的過(guò)電壓時(shí)，二極管開(kāi)始導(dǎo)通，電容器開(kāi)始通過(guò)二極管放電。

    碳化硅功率器件的導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)可控硅進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，然后蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。一旦可控硅開(kāi)啟，它將保持在閉鎖或開(kāi)啟狀態(tài)，直到電源斷開(kāi)或可控硅采用換向技術(shù)。因此，沒(méi)有影響的門或肖特基二極管電路使可控硅關(guān)閉。而可控硅的觸發(fā)時(shí)間是通過(guò)選擇合適的電容和電阻值來(lái)控制的。