本文格式为Word版，下载可任意编辑肖特基二极管 肖特基二极管 肖特基二极管是以其研发人肖特基博士（Schottky）命名的，SBD是肖特基势垒二极管（SchottkyBarrierDiode,缩写成SBD）的简称SBD不是利用P型半导体与N型半导体接触形成PN结原理制作的，而是利用金属与半导体接触形成的金属－半导体结原理制作的因此，SBD也称为金属－半导体（接触）二极管或外观势垒二极管，它是一种热载流子二极管 简介 肖特基二极管是以其研发人肖特基博士（Schottky）命名的，SBD是肖特基势垒二极管 肖特基二极管布局原理图 （SchottkyBarrierDiode,缩写成SBD）的简称SBD不是利用P型半导体与N型半导体接触形成PN结原理制作的，而是利用金属与半导体接触形成的金属－半导体结原理制作的因此，SBD也称为金属－半导体（接触）二极管或外观势垒二极管，它是一种热载流子二极管 是近年来问世的低功耗、大电流、超高速半导体器件其反向恢复时间极短（可以小到几纳秒），正向导通压降仅0.4V左右，而整流电流却可达成几千毫安。
这些优良特性是快恢复二极管所无法对比的中、小功率肖特基整流二极管大多采用封装形式 原理 肖特基二极管是贵金属（金、银、铝、铂等）A为正极，以N型半导体B为负极，利用二者接触面上形成的势垒具有整流特性而制成的金属-半导体器件由于N型半导体中存在着大量的电子，贵金属中仅有极少量的自由电子，所以电子便从浓度高的B中向浓度低的A中分散鲜明，金属A中没有空穴，也就不存在空穴自A向B的分散运动随着电子不断从B分散到A，B外观电子浓度逐步降低，外观电中性被破坏，于是就形成势垒，其电场方向为B→A但在该电场作用之下，A中的电子也会产生从A→B的漂移运动，从而消弱了由于分散运动而形成的电场当建立起确定宽度的空间电荷区后，电场引起的电子漂移运动和浓度不同引起的电子分散运动达成相对的平衡，便形成了肖特基势垒 肖特基二极管 典型的肖特基整流管的内部电路布局是以N型半导体为基片，在上面形成用砷作掺杂剂的N-外延层阳极使用钼或铝等材料制成阻档层用二氧化硅（SiO2）来消释边缘区域的电场，提高管子的耐压值N型基片具有很小的通态电阻，其掺杂浓度较H-层要高100%倍在基片下边形成N+阴极层，其作用是减小阴极的接触电阻。
通过调整布局参数，N型基片和阳极金属之间便形成肖特基势垒，如下图当在肖特基势垒两端加上正向偏压（阳极金属接电源正极，N型基片接电源负极）时，肖特基势垒层变窄，其内阻变小；反之，若在肖特基势垒两端加上反向偏压时，肖特基势垒层那么变宽，其内阻变大 综上所述，肖特基整流管的布局原理与PN结整流管有很大的识别通常将PN结整流管称作结整流管，而把金属-半导管整流管叫作肖特基整流管，近年来，采用硅平面工艺制造的铝硅肖特基二极管也已问世，这不仅可节省贵金属，大幅度降低本金，还改善了参数的一致性 优点 SBD具有开关频率高和正向压降低等优点，但其反向击穿电压对比低，大多不高于60V，最高仅约100V，以致于限制了其应用范围像在开关电源（SMPS）和功率因数校正（PFC）电路中功率开关器件的续流二极管、变压器次级用100V以上的高频整流二极管、RCD缓冲器电路中用600V～1.2kV的高速二极管以及PFC升压用600V二极管等，只有使用快速恢复外延二极管（FRED）和超快速恢复二极管（UFRD）目前UFRD的反向恢复时间Trr也在20ns以上，根本不能得志像空间站等领域用1MHz～3MHz的SMPS需要。
即使是硬开关为100kHz的SMPS，由于UFRD的导通损耗和开关损耗均较大，壳温很高，需用较大的散热器，从而使SMPS体积和重量增加，不符合小型化和轻薄化的进展趋势因此，进展100V以上的高压SBD，一向是人们研究的课题和关注的热点近几年，SBD已取得了突破性的进展，150V和 肖特基二极管 200V的高压SBD已经上市，使用新型材料制作的超过1kV的SBD也研制告成，从而为其应用注入了新的活力与活力 布局 新型高压SBD的布局和材料与传统SBD是有识别的传统SBD是通过金属与半导体接触而构成金属材料可选用铝、金、钼、镍和钛等，半导体通常为硅（Si）或砷化镓（GaAs）由于电子比空穴迁移率大，为获得良好的频率特性，应选用N型半导体材料作为基片为了减小SBD的结电容，提高反向击穿电压，同时又不使串联电阻过大，通常是在N＋衬底上外延一高阻N－薄层其布局示图如图1（a），图形符号和等效电路分别如图1（b）和图1（c）所示在图1（c）中，CP是管壳并联电容，LS是引线电感，RS是包括半导体体电阻和引线电阻在内的串联电阻，Cj和Rj分别为结电容和结电阻（均为偏流、偏压的函数）。
肖特基二极管 大家知道，金属导体内部有大量的导电电子当金属与半导体接触（二者距离只有原子大小的数量级）时，金属的费米能级低于半导体的费米能级在金属内部和半导体导带相对应的分能级上，电子密度小于半导体导带的电子密度因此，在二者接触后，电子会从半导体向金属分散，从而使金属带上负电荷，半导体带正电荷由于金属是梦想的导体，负电荷只分布在外观为原子大小的一个薄层之内而对于N型半导体来说，失去电子的施主杂质原子成为正离子，那么分布在较大的厚度之中电子从半导体向金属分散运动的结果，形成空间电荷区、自建电场和势垒，并且耗尽层只在N型半导体一边（势垒区全部落在半导体一侧）势垒区中自建电场方向由N型区指向金属，随热电子放射自建场增加，与分散电流方向相反的漂移电流增大，最终达成动态平衡，在金属与半导体之间形成一个接触势垒，这就是肖特基势垒 在外加电压为零时，电子的分散电流与反向的漂移电流相等，达成动态平衡在加正向偏压（即金属加正电压，半导体加负电压）时，自建场削减，半导体一侧势垒降低，于是形成从金属到半导体的正向电流当加反向偏压时，自建场巩固，势垒高度增加，形成由半导体到金属的较小反向电流。
因此，SBD与PN结二极管一样，是一种具有单向导电性的非线性器件 封装 肖特基二极管分为有引线和外观安装（贴片式）两种封装形式 采用有引线式封装的肖特基二极管通常作为高频大电流整流二极管、续流二极管或养护二极管使用它有单管式和对管（双二极管）式两种封装形式肖特基对管又有共阴（两管的负极相连）、共阳（两管的正极相连）和串联（一只二极管的正极接另一只二极管的负极）三种管脚引出方式 肖特基二极管 采用外观封装的肖特基二极管有单管型、双管型和三管型等多种封装形式，有A~19种管脚引出方式 特点 SBD的主要优点包括两个方面： 1）由于肖特基势垒高度低于PN结势垒高度，故其正向导通门限电压和正向压降都比PN结二极管低（约低0.2V） 2）由于SBD是一种多数载流子导电器件，不存在少数载流子寿命和反向恢复问题SBD的反向恢复时间只是肖特基势垒电容的充、放电时间，完全不同于PN结二极管的反向恢复时间由于SBD 的反向恢复电荷分外少，故开关速度分外快，开关损耗也更加小，尤其适合于高频应用 但是，由于SBD的反向势垒较薄，并且在其外观极易发生击穿，所以反向击穿电压对比低。
由于SBD比PN结二极管更轻易受热击穿，反向漏电流比PN结二极管大 肖特基二极管 应用 SBD的布局及特点使其适合于在低压、大电流输出场合用作高频整流，在分外高的频率下（如X波段、C波段、S波段和Ku波段）用于检波和混频，在高速规律电路中用作箝位在IC中也常使用SBD，像SBD?TTL集成电路早已成为TTL电路的主流，在高速计算机中被广泛采用 除了普遍PN结二极管的特性参数之外，用于检波和混频的SBD电气参数还包括中频阻抗（指SBD施加额定本振功率时对指定中频所呈现的阻抗，一般在200Ω～600Ω之间）、电压驻波比（一般≤2）和噪声系数等 其它 1、高压SBD 长期以来，在输出12V～24V的SMPS中，次级边的高频整流器只有选用100V的SBD或200V的FRE D在输出24V～48V的SMPS中，只有选用200V～400V的FRED设计者迫切需要介于100V～200V之间的150VSBD和用于48V输出SMPS用的200VSBD近两年来，美国IR公司和APT公司以及ST公司瞄准高压SBD的巨大商机，先后开发出150V和200V的SBD。
这种高压SBD比原低压SBD在布局上增加了PN结工艺，形成肖特基势垒与PN结相结合的混合布局，如图2所示采用这种布局的SBD，击穿电压由PN结承受通过调控N－区电阻率、外延层厚度和P＋区的分散深度，使反偏时的击穿电压突破了100V这个长期不成逾越的障碍，达成150V和200V在正向偏置时，高压SBD的PN结的导通门限电压为0.6V，而肖特基势垒的结电压仅约0.3V，故正向电流几乎全部由肖特基势垒供应 为解决SBD在高温下易产生由金属－半导体的整流接触变为欧姆接触而失去导电性这一肖特基势垒的退化问题，APT公司通过退火处理，形成金属－金属硅化物－硅势垒，从而提高了肖特基势垒的高温性能与稳当性 肖特基二极管参数 ST公司研制的150VSBD，是特意为在输出12V～24V的SMPS中替代200V的高频整流FRED而设计的像额定电流为2×8A的STPS16150CT型SBD，起始电压比业界居先进水平的200V/2×8AFRED（如STRR162CT）低0.07V（典型值为0.47V），导通电阻RD（125℃）低6.5mΩ（典型值为40mΩ），导通损耗低0.18W（典型值为1.14W）。
APT公司推出的APT100S20B、APT100S20LCT和APT2×10IS20型200VSBD，正向平均电流IF（AV）=100A，正向压降VF≤0.95V，雪崩能量EAS=100mJEAS的表达式为 EAS=VRRM×IAS×td 在式（1）中，200VSBD的VRRM=200V，IAS为雪崩电流，并且IAS≈IF=100A，EAS=100mJ在IAS下不会烧毁的维持时间：td=EAS/（VRRM×IAS）=1000mJ/(200V×100A)=5μs也就是说，SBD在展现雪崩之后IAS=100A时，可保证在5μs之内不会损坏器件EAS是检验肖特基势垒稳当性的重要参量200V/100A的SBD在48V输出的通信SMPS中可替代等额定值的FRED，使整流片面的损耗降低10％～15％由于SBD的超快软恢复特性及其雪崩能量，提高了系统工作频率和稳当性，EMI也得到显著的改善 业界人士认为，即使不采用新型半导体材料，通过工艺和设计创新，SBD的耐压有望突破200V，但一般不会超过600V 2、SiC高压SBD 由于Si和GaAs的势垒高度和临界电场比宽带半导体材料低，用其制作的SBD击穿电压较低，反向漏电流较大。
碳化硅（SiC）材料的禁带宽度大(2.2eV～3.2eV)，临界击穿电场高（2V/cm～4×106V/cm），饱合速度快（2×107cm/s），热导率高为4.9W/（cm·K），抗化学腐蚀性强，硬度大，材料制备和制作工艺也对比成熟，是目前制作高耐压、低正向压降和高开关速度SBD的对比梦想的新型材料 1999年，美国Purdue大学在美国海军资助的MURI工程中，研制告成4。