肖特基二极管是如何进行反向恢复的

发布时间:2024-01-17
肖特基二极管是一种常见的半导体器件,也被称为热电子二极管。它由正向偏置的pn结和与p型区相接的金属-半导体接触组成。与常规pn结二极管不同,肖特基二极管在正向偏置下,只有一个负载电流时,在金属-半导体接触处就会形成一个内建电场,导致肖特基势垒的形成。
当肖特基二极管进行反向偏置时,金属-半导体接触的内建电场会增大,形成一个高电位的区域,使得pn结产生一个反向偏置电场。这会导致大量空穴被注入到p型区,使其达到少数载流子注入条件。当外加电源的反向电压开始降低时,p型区的空穴会逐渐消失,pn结上的反向偏置电场就会开始弱化。当反向电压接近零时,pn结上的反向偏置电场被抵消掉,这时内建电场就能够突破肖特基势垒,导致一定数量的载流子穿过pn结注入n型区,此时发生的电流即为反向漏电。
随着反向偏置电压的增加,载流子注入的数量也会增加,从而导致反向漏电电流不断增大。当反向电压达到肖特基二极管的额定反向击穿电压时,由于高能载流子的注入和增强的反向偏置电场作用,导致pn结上电荷密度的急剧增大,在短时间内形成强烈电流冲击,并且伴随着较高的能量损耗和热效应,这种现象被称为肖特基二极管的反向恢复时间,其中反向恢复时间越短越好。
为了减小反向恢复时间并提高肖特基二极管的可靠性,需要注意如下几点:首先,选择合适的肖特基金属材料,包括金属的界面反射率和电流流密度。其次,需要调整p型区和n型区的掺杂浓度,以达到最大反向漏电电流和最小存储时间。此外,需要选择合适的阻值,以限制反向漏电电流。
总之,肖特基二极管作为半导体器件的一种,有着很广泛的应用场合,特别是在高速开关和功率放大器中,都有着广泛的应用。理解肖特基二极管的反向恢复机制,可以使工程师在实际应用中理解和优化其反向特性,从而提高系统稳定性和可靠性。
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