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1、1 肖特基（ SCHOTTKY）系列二极管本文主要介绍济南半导体所研制生产的肖特基二极管系列产品。 介绍军品级、工业品级肖特基二极管的种类、性能特点、正反向电参 数。对产品的正向直流参数、反向温度特性及正向、反向抗烧毁能力 等进行了质量分析， 并与国外公司制造的同类产品进行了比较。最后， 着重介绍了2DK030高可靠肖特基二极管的性能特点用途，1N60 超 高速肖特基二极管的性能特点用途，以及功率肖特基二极管在开关电 源方面的应用。本文主要包括下面六个部分：一肖特基二极管简介 二我所肖特基二极管生产状况 三我所肖特基二极管种类 四我所肖特基二极管的特点及性能质量分析 五介绍我所生产的两种肖特基
2、二极管 (1)2DK030高可靠肖特基二极管 (2)1N60 超高速肖特基二极管 六功率肖特基二极管在开关电源方面的应用2 下面只对部分常用的参数加以说明(1) VF正向压降Forward Voltage Drop (2) VFM最大正向压降Maximum Forward Voltage Drop (3) VBR反向击穿电压Breakdown Voltage (4) VRMS能承受的反向有效值电压RMS Input Voltage (5) VRWM 反向峰值工作电压Working Peak Reverse Voltage (6) VDC最大直流截止电压Maximum DC Blocking V
3、oltage (7) Trr反向恢复时间Reverse Recovery Time (8) IF(AV)正向电流Forward Current (9) IFSM最大正向浪涌电流Maximum Forward Surge Current (10) IR反向电流Reverse Current (11) TA环境温度或自由空气温度Ambient Temperature (12) TJ工作结温Operating Junction Temperature (13) TSTG储存温度Storage Temperature Range (16) TC管子壳温Case Temperature 3 一肖特基二极
4、管简介：同普通硅二极管一样，肖特基二极管也是具有单向导电特性的硅二极管。不同的是，普通二极管的工作是利用半导体PN 结的单向导电特性，而肖特基二极管则是利用金属和半导体接触产生的势垒而起到单向导电作用，它是以多数载流子工作的整流器件，因而在开关时没有少数载流子的存储电荷和移动效应。所以，肖特基二极管的开关速度非常快，反向恢复时间trr很短 (小于几十ns)；同时，其正向压降VF较小，尤其适用于高速开关电路和低压大电流输出电路，具有较高的整流效率和可靠性。但肖特基二极管也有两个缺点，一是反向耐压VR较低，一般只有100V 左右；二是反向漏电流IR较大。但随着半导体技术的不断发展，VR已超过100
5、V，如我所生产的2DK10140 ， VR为 140V；IR也达到 A 级，已接近普通硅管的水平。二我所肖特基二极管的生产状况：我所研制和生产肖特基二极管已有十余年的历史, 并为重要军工项目成功地提供了许多种类的肖特基产品。目前济半所的肖特基二极管在种类和产量上均据国内第一位，产品畅销国内外。近年来，为了最大程度地满足军工配套的各种需求，扩大产量，面向国内外两大市场，我们对原肖特基二极管生产线实施了技术改造，引进了许多关键设备和工艺技术，突破了许多技术难点，使产品的成品率、电参数性能以及可靠性均有大幅度的提高，品种及封装形式已形成系列化。在产品的研制、生产、检验过程中，我们严格按照军用标准和I
6、SO9002 国际质保体系的要求进行管理，使产品质量在生产过程中的每一个环节都得到良好的控制。我所的国家级军用产品实验室，能对产品的各种性能进行测试。任何岗位的员工上岗前都经过严格的培训，这些都确保我们能提供高品质的产品。目前，我们能提供电流从几十mA 到 50A ，电压从20V 到一百多伏 的 肖 特 基 产 品 。 并 能 提 供 下 面 的 封 装 形 式 。 玻 璃 封 装 ： DO-35 、DO-41,DO-7,MELF,MiniMELF;金属封装, TO-247 等； 塑料树脂封装R-1、 DO-41 、DO-15 、DO-201AD 、 TO-220 、 TO-3P、 SMA 、
7、SMB 、Mini 、Smini 等。我所生 产的军品级和工业品级的肖特基系列产品，已广泛应用于航空、航天设备、计算机设备、通讯设备等领域。能用于高速开关电路，低压高频整流电路，信号检波、 混频电路， IC& MOS静电保护电路，供电电源隔离电路和极性保护电路。整机产品如开关电源、电子变压器、传感器、电话机等。三我所肖特基二极管的种类 （ 1）军用产品：2DK030 ，2DK035 ，2DK12 ， 2DK13,2DK14,2DK15,2DK16 2DK5100 ，2DK10100 ， 2DK10140,2DK30100， 1N60 等4 （ 2）一般工业用产品：1N60 ， 1N60P （I
8、 F（AV）=30-50mA, VR=40-45V ）1A 系列1N5817-1N5819 ， SR120-SR1A0 1.5A 系列SR13-SR19 2A 系列SR220-SR2A0 3A 系列1N5820-1N5822,SR320-SR3A0 5A 系列SR520-SR5A0 8A 系列SR820-SR860 10A 系列SR1020-SR1060 16A 系列SR1620-SR1660 20A 系列SR2020-SR2060 30A 系列SR3020-SR3060 40A 系列SR4030-SR4060 50A 系列SR5030-SR5060 四我所肖特基二极管的特点和性能质量分析：在
9、通常情况下，一般采用金属半导体接触来形成肖特基势垒，但是由于金属与半导体接触时，接触界面之间SiO2层的存在， 使得接触电阻和表面态密度明显增大，致使器件的性能大大降低，为了解决这个问题，我们采用近十年国外研究的一项新工艺技术金属硅化物硅接触势垒工艺，形成了非常可靠且重复的肖特基势垒。此外为了解决上层电极金属与硅化物层的兼容问题以及相互扩散和反应问题，我们采用了扩散势垒和多层金属化技术，为了提高反向性能，采用了保护环结构等新工艺技术。由于我们采用了多项国内外新工艺技术，使器件的常温电参数和高温性能及反向抗浪涌冲击的能力等可靠性能标有了明显的提高。其特点总结如下：（ 1）采用保护环结构（ 2）V
10、F低， IR小（ 3）硬击穿特性（ 4）高温特性好（ 5）低损耗，高效率下面是本所制造的肖特基二极管的特性：1直流电参数：按 GB4032 整流二极管总技术条件和测试方法，对产品主要电参数进行测试，表 1、表 2 分别列出2DK10100 和 2DK1640 的主要电参数，并与国外公司的同类产品10CTQ140 、16CTQ140 作了比较。由表1、表 2可以看出， 本所制造的肖特基二极管的电参数水平已达到了国外公司同类产品的水平。5 表 1 2DK10100 实测平均值与10CTQ140 参数值的比较参数型号VRWM V IFM A TC VFM V IFSM A IRM TA=125 mA
11、 TJmax 2DK10100 140 10 687 080 95 19 150 10CTQ140 140 10 121 080 95 13 150 表 2 2DK1640 实测平均值与16CTQ060 参数值的比较参数 型号VRWM V IFM A TC VFM V IFSM A IRM TA=125 mA TJmax 2DK1640 40 16 644 060 242 75 150 16CTQ060 60 16 120 060 242 7 150 2 技改前后常温反向漏电特性及反向抗烧毁能力的检查常温下检查了反向漏电特性，并对样品进行了破坏性物理实验，以检查肖特基势垒的反向抗烧毁能力，测试
12、结果列于表3。表 3 技改前后产品的反向特性及抗烧毁能力的比较工 艺 内容项目技改后(目前 ) 技改前反向漏电流硬击穿特性曲线，常温漏电 流极小，为0.20.3mA 典型软击穿曲线，常 温 漏 电 流 较 大 ，为10mA以上。肖特基势垒结承受反 向击穿电流能力200mA 击穿电流下， 特性曲 线 稳 定 ， 不 出 现 漏 电 流 变 大 ， 曲 线 变 软 以 及 蠕 变 沟 道、鼓泡、 穿通等失效模式。300400mA击穿电流下， 出 现 漏 电 流 变 大 ， 曲 线 变软 ， 但 当 击 穿 电 流 下 降 到200mA 时，击穿特性恢复到 原始曲线。小于50mA击穿电 流 下 特
13、征 曲 线 较稳 定，不出现蠕变、沟 道 、 穿 通 等 失 效模 式。50 130mA击穿电 流 下 特 征 曲 线 不稳 定，出现穿通失效模 式，当出现击穿电流 下降，击穿特性不可 恢复。结论势 垒 结 反 向 抗 烧 毁 能 力 已达 到 国 外 同 类 产 品 质 量 的 先进水平。势 垒 结 反 向 抗 烧毁能 力 与 国 外 同 类产 品质量相差较大。6 3 高温反向漏电流的检查 将目前产品2DK1630 、技改前的产品2DK13F 以及从国外进口封装成的管子SR1630 各 15 支，分别测试了高温反向漏电流，结果为表4、表 5。经查阅，与2DK1630 对应的国外同类产品为15
14、CTQ030 ， 其高温（ 125）反向漏电流为70mA ，对照表4、表 5，结论如下：技改后的产品与技改前的产品比较，高温反向漏电流低1 2个数量级。技改后的芯片与从台湾进口的芯片一起封装后，在 100下测试高温反向性能已达到国外同类产品的先进水平。表 4 2DK1630与 2DK13F的高温反向漏电流比较（VR=30V ）样品 号2DK1630 2DK13F IR1 TJ=25 mA IR2 TJ=55 mAIR3 TJ=75 mAIR4 TJ=100 mAIR5 TJ=125 mAIR 1001 1 1 1 4 8 75 2 1 1 1 3 15 75 3 1 1 1 5 26 78 4
15、 1 1 1 3 10 76 5 1 1 1 5 18 73 6 1 1 1 3 3 76 7 1 1 1 5 6 77 8 1 1 1 5 4 74 9 1 1 1 4 6 93 10 1 1 1 4 11 93 11 1 1 1 3 13 92 12 1 1 1 5 20 89 13 1 1 1 1 2 94 14 1 1 1 3 15 95 15 1 1 1 3 3 86 表 5 台湾芯片封装成SR1630高温反向漏电流（VR=30V ）样品 号SR1630 IR1 TJ=25 mA IR2 TJ=55 mA IR3 TJ=75 mA IR4 TJ=100 MA 1 1 1 3 43 2
16、 1 1 2 41 3 1 1 3 43 4 1 1 1 43 5 1 1 5 41 7 6 1 1 5 38 7 1 1 5 75 8 1 1 5 56 9 1 1 5 115 10 1 1 5 75 11 1 1 6 55 12 1 1 5 63 13 1 1 5 82 14 1 1 5 118 15 1 1 5 87 备注：当温度为125时，由于反向漏电流太大，无法测出。可以看出，我所肖特基二极管产品的常温电参数性能以及高温电性能、正反向抗烧毁能力等可靠性指标均已达到国际先进水平，可以满足军工产品的需要。五介绍我所生产的两种肖特基二极管：12DK030 小电流肖特基二极管（1）概述：2DK030 是为替代2AK 、 2AP 锗二极管系列产品而开发设计的肖特基二极管。由于锗管温度特性较差，已满足不了重点工程电子系统的高可靠的要求。普通的硅开关整流二极管虽有良好的温度特性，但其正向压
