目录

一、介绍

二、结构

三、关键参数

1、导通压降VF

2、反向饱和漏电流IR

3、额定电流Io/IF

4、最大浪涌电流IFSM 

5、最大反向峰值电压VRM

6、最大直流反向电压VR

7、最高工作频率fM

8、反向恢复时间Trr

9、最大耗散功率P

四、特点

1、反向恢复时间

2、缺点

五、选型

1、留有设计余量

---

一、介绍

        肖特基二极管（英语：Schottky diode），又译萧特基二极管，是一种导通电压降较低、允许高速切换的二极管，是利用肖特基势垒特性而产生的电子元件，其名称是为了纪念德国物理学家华特·肖特基（Walter H. Schottky）。

        肖特基二极体的导通电压非常低。一般的二极管在电流流过时，会产生约 0.7-1.7 伏特的电压降，不过肖特基二极管的电压降只有 0.15-0.45 伏特，因此可以提升系统的效率。

        肖特基二极管是一种多数载流子导电器件，反向恢复电荷非常少，正向压降低，故开关速度非常快，开关损耗特别小，但其反向击穿电压比较低，反向漏电流偏大。

        肖特基二极管因为导通压降小、反向恢复时间短，更常使用在开关电源中，能提高开关电源的效率，这时使用的都是肖特基整流二极管，导通电流比较大。

二、结构

        肖特基二极管是利用金属-半导体接面作为肖特基势垒，以产生整流的效果，和一般二极管中由半导体-半导体接面产生的P-N结不同。肖特基势垒的特性使得肖特基二极管的导通电压降较低，而且可以提高切换的速度。

        碳化硅肖特基二极管是一种新型的肖特基二极管，与传统的硅管相比，其反向漏电流更低、反向耐压更高，但导通电压也更高（25°C时的导通电压为1.4-1.8 V）。但由于消除了反向恢复电流，这种二极管可将电源适配器的效率提高0.5%-1%，同时降低电磁干扰，允许缩小EMI滤波器的体积。时至2011年，市面上可购买到反向耐压高达1700V的产品。[2]碳化硅肖特基二极管具有优良的热导率，温度因素对二极管的切换特征和温度特征只有很小的影响。特殊封装的碳化硅肖特基二极管可以在结温达500 K (约200 °C)时依然正常工作，用于航空领域时，仅靠被动辐射即可实现被动散热。

三、关键参数

        肖特基二极管广泛应用于开关电源、变频器、驱动器等电路中。在不同的应用中，需要考虑不同的因素，而且，不同的器件在性能上也有差别，因此，在选用肖特基二极管时，下面这些关键参数需要综合考虑。

1、导通压降VF

        VF为二极管正向导通时二极管两端的压降，当通过二极管的电流越大，VF越大；当二极管温度越高时，VF越小。VF越小越好。

2、反向饱和漏电流IR

        IR指在二极管两端加入反向电压时，流过二极管的电流，肖特基二极管反向漏电流较大，选择肖特基二极管是尽量选择IR较小的二极管。

3、额定电流Io/IF

        指二极管长期运行时，根据允许温升折算出来的平均电流值。

4、最大浪涌电流IFSM 

        允许流过的过量的正向电流。它不是正常电流，而是瞬间电流，这个值相当大。

5、最大反向峰值电压VRM

        即使没有反向电流，只要不断地提高反向电压，迟早会使二极管损坏。这种能加上的反向电压，不是瞬时电压，而是反复加上的正反向电压。因给整流器加的是交流电压，它的最大值是规定的重要因子。最大反向峰值电压VRM指为避免击穿所能加的最大反向电压。目前肖特基最高的VRM值为150V。

6、最大直流反向电压VR

        上述最大反向峰值电压是反复加上的峰值电压，VR是连续加直流电压时的值。用于直流电路，最大直流反向电压对于确定允许值和上限值是很重要的.

7、最高工作频率fM

        由于PN结的结电容存在，当工作频率超过某一值时，它的单向导电性将变差。肖特基二极管的fM值较高，最大可达100GHz。

8、反向恢复时间Trr

        当工作电压从正向电压变成反向电压时，二极管工作的理想情况是电流能瞬时截止。实际上，一般要延迟一点点时间。决定电流截止延时的量，就是反向恢复时间。虽然它直接影响二极管的开关速度，但不一定说这个值小就好。也即当二极管由导通突然反向时，反向电流由很大衰减到接近IR时所需要的时间。大功率开关管工作在高频开关状态时，此项指标至为重要。

9、最大耗散功率P

        二极管中有电流流过，就会吸热，而使自身温度升高。在实际中外部散热状况对P也是影响很大。具体讲就是加在二极管两端的电压乘以流过的电流加上反向恢复损耗。

 肖特基二极管工作参数

四、特点

1、反向恢复时间

        肖特基二极管和一般二极管最大的差异在于反向恢复时间，也就是二极管由流过正向电流的导通状态，切换到不导通状态所需的时间。

        一般二极管的反向恢复时间大约是数百nS[注 1]，若是高速二极管则会低于一百 nS，肖特基二极管没有反向恢复时间，因此小信号的肖特基二极管切换时间约为数十 pS[注 2]，特殊的大容量肖特基二极管切换时间也才数十 pS。由于一般二极管在反向恢复时间内会因反向电流而造成EMI噪声。肖特基二极管可以立即切换，没有反向恢复时间及反相电流的问题。

        肖特基二极管是一种使用多数载流子的半导体元件，若肖特基二极管是使用N型半导体，其二极管的特性是由多数载流子（即电子）所产生。多数载流子快速地由半导体穿过接面，注入另一侧金属的传导带，由于此过程不涉及N 型、P 型载流子的结合（随机反应而且需要时间较长），因此肖特基二极管停止导通的速度会比传统的二极管速度要快。这样的特性使得元件需要的面积可以减少，又进一步的减少切换所需的时间。在切换式电源供应器中常会用到肖特基二极管，因为肖特基二极体允许高速切换，电路可以在200kHz到2MHz的频率下操作，也就可以使用较小的电感器及电容器，同时可以提升电源供应器的效率。小体积的肖特基二极管最高可工作在50GHz的频率，因此是 RF （无线电频率）侦测器及 mixer（混频器） 中的重要零件。

2、缺点

        肖特基二极管最大的缺点是其反向偏置较低及反向漏电流偏大，像使用硅及金属为材料的肖特基二极管，其反向偏置额定耐压最高只到 50V，而反向漏电流值为正温度特性，容易随着温度升高而急遽变大，实务设计上需注意其热击穿的隐忧。为了避免上述的问题，肖特基二极管实际使用时的反向偏置都会比其额定值小很多。不过目前肖特基二极管的技术也已有了进步，其反向偏置的额定值最大可以到200V。现行技术也可以制造出反向偏压更高的肖特基二极管，但是其导通电压也会升高到和普通二极管相同的水平，因此除非是需要高切换速度的场合，这种二极管在应用中没有优势。

五、选型

        要根据开关电源所要输出的电压VO、电流IO、散热情况、负载情况、安装要求、所要求的温升等确定所要选用的肖特基二极管种类。

1、留有设计余量

        比如，VR只用到其额定值的80%以下(特殊情况下可控制到50%以下)，IF用到其额定值的40%以下。

        在单端反激(FLY-BACK)开关电源中，假定一产品：输入电压VIMAX=350VDC，输出电压VO=5V，电流IO=1A。根据计算公式，要求整流二极管的反向电压 VR、正向电流IF满足下面的条件：

        VR≥2VI×NS/NP 

        IF≥2IO/(1-θMAX)

        其中：

        NS/NP为变压器次、初级匝比

        θMAX为最大占空比

        假设，NS/NP=1/20，θMAX=0.35

        则VR≥2×350/20=35(V)

        IF≥2×1/(1-0.35)=3(A)

        这样，我们可以参考选用SR340或1N5822。若产品为风扇冷却，则管子可以把余量留小一些。TO220、TO3P封装的管子有全包封、半包封之分这要根据具体情况选用。半包封管子的散热优于全包封的管子，但需注意其散热器和中间管脚相通。负载若为容性负载，建议IF再留出20%的余量。

        注意功率肖特基二极管的散热和安装形式，要搞清楚产品为自然冷却还是风扇冷却，管子要安装在易通风散热的地方，以提高产品的可靠性。TO-220、TO-3P型的管子与散热器之间要加导热硅脂，使管子与散热器之间接触良好。DO-41、DO-201AD封装的管子可采取立式、卧式、架空等方式安装，这要根据实际情况确定。