新型SiGe开关功率二极管的特性分析
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功率二极管的基本特性
关断过程:须经过一段短暂的时间才能重新获得反向阻断力量,进入截止状态。
关断之前有较大的反向电流消失,并伴随有明显的反向电压过冲。
开通过程:正向压降先消失一个过冲UFP,经过一段时间才趋于接近稳态压降的某个值(如2V)。
正向恢复时间tfr。
电流上升率越大,过冲UFP越高。
功率二极管主要参数:
(1) 反向重复峰值电压URRM
取反向不重复峰值电压URSM的80%称为反向重复峰值电压URRM,也被定义为二极管的额定电压URR。
明显,URRM小于二极管的反向击穿电压URO。
(2) 额定电流IFR 额定电流IFR被定义为其额定发热所允许的正弦半波电流平均值。
其正向导通流过额定电流时的电压降UFR一般为1~2V。
当二极管在规定的环境温度为+40℃和散热条件下工作时,通过正弦半波电流平均值IFR时,其管芯PN结温升不超过允许值。
若正弦电流的最大值为Im,则额定电流为
(3) 最大允许的全周期均方根正向电流IFrms
二极管流过半波正弦电流的平均值为IFR时,与其发热等效的全周期均方根正向电流IFrms为
(4) 最大允许非重复浪涌电流IFSM
这是二极管所允许的半周期峰值浪涌电流。
该值比二极管的额定电流要大得多。
实际上它体现了二极管抗短路冲击电流的力量。
功率二极管属于功率最大的半导体器件,现在其最大额定电压、电流在6kV、6kA以上。
二极管的参数是正确选用二极管的依据。
肖特基整流二极管参数
肖特基整流二极管是一种特殊的二极管,它的主要特点是具有快速的开关速度和低的正向电压降。
这种二极管的参数对于电子设备的性能和稳定性有着重要的影响。
肖特基整流二极管的正向电压降比普通二极管低,这意味着在同样的电压下,肖特基二极管的功耗更低,能够更好地节省能源。
此外,由于正向电压降低,肖特基二极管的反向漏电流也相对较小,这有助于提高电路的稳定性和可靠性。
肖特基整流二极管的开关速度非常快,这使得它在高频电路中得到广泛应用。
在高频电路中,肖特基二极管可以快速地切换电流,从而实现高效的信号放大和处理。
此外,由于肖特基二极管的开关速度快,它的反向恢复时间也相对较短,这有助于减少电路中的反向电流和噪声。
肖特基整流二极管的温度特性也非常好。
与普通二极管相比,肖特基二极管的正向电压降随温度的变化非常小,这使得它在高温环境下仍能保持良好的性能。
此外,由于肖特基二极管的温度特性好,它也可以用于一些需要高精度的电路中。
肖特基整流二极管的参数对于电子设备的性能和稳定性有着重要的影响。
它的低正向电压降、快速的开关速度和良好的温度特性使得它在电子设备中得到广泛应用。
肖特基二极管抑制串扰肖特基二极管是一种特殊的二极管,被广泛应用于电子电路中,其主要功能是抑制串扰。
本文将详细介绍肖特基二极管的原理、特点以及在抑制串扰方面的应用。
一、肖特基二极管的原理和特点肖特基二极管是一种具有金属-半导体接触的二极管,其结构与普通的二极管有所不同。
它由P型半导体和金属材料构成,而普通二极管则由P型或N型半导体构成。
肖特基二极管的金属材料通常是铝或铬,而P型半导体是硅或镓。
肖特基二极管的特点主要体现在以下几个方面:1. 正向电压降低:与普通二极管相比,肖特基二极管在正向电压下的压降较小,约为0.2-0.4V。
这使得肖特基二极管能够在更低的电压下工作,从而降低功耗和发热。
2. 反向漏电流小:肖特基二极管在反向电压下的漏电流非常小,通常在几微安到几十微安之间。
这使得肖特基二极管具有更好的反向封锁能力,能够更好地抑制串扰。
3. 快速开关速度:由于肖特基二极管结构的特殊性,其开关速度较快。
这使得肖特基二极管在高频应用中能够更好地抑制串扰。
二、肖特基二极管在抑制串扰中的应用由于肖特基二极管具有低压降和快速开关速度的特点,因此在抑制串扰方面有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景:1. 信号隔离:在电子电路中,不同信号之间可能存在相互干扰的问题,导致信号质量下降。
通过使用肖特基二极管进行信号隔离,可以有效地抑制串扰,提高信号质量。
2. 电源滤波:电源中的纹波噪声会对电路产生干扰,影响正常工作。
通过在电源输入端使用肖特基二极管进行滤波,可以将纹波噪声滤除,减少对电路的干扰。
3. 高频电路中的串扰抑制:在高频电路中,由于信号频率较高,容易产生串扰。
通过在信号线路中引入肖特基二极管,可以快速地将串扰信号抑制,保持信号的准确传输。
4. 高速数字电路中的串扰抑制:在高速数字电路中,由于信号上升和下降时间较短,容易产生串扰。
通过在信号线路中引入肖特基二极管,可以快速地将串扰信号抑制,保持信号的准确传输。
开关二极管结构特点开关二极管是一种最基本的半导体器件,也是电子技术中最重要的器件之一。
它由P型半导体和N型半导体组成,其结构特点主要包括以下几个方面:1. P-N结构:开关二极管由P型半导体和N型半导体通过P-N结进行连接。
P型半导体中的多余空穴通过P-N结向N型半导体中的多余电子扩散,形成一个空间电荷区。
这个空间电荷区在P-N结两侧形成一个电势垒,使得P-N结两侧的电势不同,形成了一个电场。
2. 极性:开关二极管是一种极性器件,即有正负极之分。
在正向偏置情况下,即正极连接在P型半导体上,负极连接在N型半导体上,电流可以顺利通过;而在反向偏置情况下,即正极连接在N型半导体上,负极连接在P型半导体上,电流则会被阻断。
3. 导通和截止:开关二极管有两种工作状态,即导通和截止。
当正向电压大于开关二极管的正向开启电压(正向压降)时,开关二极管处于导通状态,电流可以流过。
而当反向电压大于开关二极管的反向阻断电压时,开关二极管处于截止状态,电流被阻断。
4. 电压控制:开关二极管可以通过外部电压的控制来改变其工作状态。
在正向电压较高时,开关二极管处于导通状态,电流可以流过;而在正向电压较低时,开关二极管处于截止状态,电流被阻断。
5. 电流封锁:开关二极管具有电流封锁能力,即在正向电压下,当电流超过一定数值时,开关二极管会被封锁,电流无法通过。
6. 反向击穿:开关二极管在反向电压较高时,会发生反向击穿现象,也就是电流会突破阻断电压,导致器件损坏。
开关二极管的这些结构特点使其具有多种应用。
首先,开关二极管作为一种电子开关,可以用于电路的开关控制和逻辑运算。
其次,开关二极管还可以用作整流器,将交流电转换为直流电。
再次,开关二极管还可以用作电压稳压器,稳定输出电压。
此外,开关二极管还可以用于光电转换、信号检测等领域。
开关二极管具有P-N结构、极性、导通和截止、电压控制、电流封锁、反向击穿等特点。
这些特点使得开关二极管成为电子技术中重要的器件,并广泛应用于各个领域。
功放用肖特基二极管肖特基二极管是一种特殊的二极管,它在功放电路中发挥着重要的作用。
本文将从肖特基二极管的原理、特点以及在功放中的应用等方面进行介绍。
一、肖特基二极管的原理肖特基二极管是利用肖特基结的特殊性质而制成的二极管。
肖特基结是由金属与半导体之间的接触形成的,其结构与正常的PN结有所不同。
与PN结相比,肖特基结具有更低的正向电压降、更快的开关速度和更小的开关噪声等优点。
二、肖特基二极管的特点1. 低正向电压降:肖特基二极管的正向电压降很低,一般在0.2-0.5V之间。
这意味着在功放电路中,肖特基二极管可以有效地减小功耗,提高整体效率。
2. 快速开关速度:肖特基二极管的开关速度比普通二极管快得多。
这是由于肖特基结的结电容较小,能够更快地响应电路的变化。
3. 低开关噪声:由于肖特基二极管的结电容小,开关过程中产生的噪声也相对较小。
这对于要求低噪声的功放电路来说非常重要。
4. 高温稳定性:肖特基二极管具有较好的高温稳定性,能够在高温环境下正常工作。
这使得肖特基二极管在一些高温要求较高的场合得到广泛应用。
三、肖特基二极管在功放中的应用肖特基二极管在功放电路中有多种应用,下面将分别介绍几种常见的应用方式。
1. 整流电路:肖特基二极管由于其低正向电压降和快速开关速度的特点,非常适合用于功放电路中的整流电路。
它能够更有效地将交流信号转换为直流信号,提高功放电路的效率。
2. 电源保护:在功放电路中,肖特基二极管可以用于电源保护。
当输入电源出现反向电压或过电压时,肖特基二极管能够迅速切断电路,保护功放电路和其他元件的安全。
3. 稳压电路:由于肖特基二极管的稳定性好,可以用于功放电路中的稳压电路。
它能够稳定输出电压,保证功放电路的正常工作。
四、肖特基二极管的发展趋势随着科技的不断进步,肖特基二极管的性能不断提升。
目前,一些新型肖特基二极管已经实现了更低的正向电压降、更高的开关速度和更好的温度稳定性。
这使得肖特基二极管在功放电路中的应用更加广泛。
硅基肖特基二极管硅基肖特基二极管是一种常见的电子元件,具有许多重要的应用。
在本文中,我们将介绍硅基肖特基二极管的工作原理、特性以及一些应用领域。
硅基肖特基二极管是一种由硅材料制成的半导体器件。
它由一个n 型硅和一个p型硅组成,中间夹着一个金属接触层。
与普通的二极管相比,硅基肖特基二极管具有更高的导通电流和更低的反向漏电流。
硅基肖特基二极管的工作原理是基于肖特基势垒的形成。
在正向偏置情况下,p型硅中的空穴通过金属接触层进入n型硅,形成电流。
而在反向偏置情况下,由于肖特基势垒的存在,只有极小的反向漏电流流过。
硅基肖特基二极管具有许多特点,使其在电子电路中得到广泛应用。
首先,它具有较低的开启电压,通常为0.3-0.5V。
这意味着在低电压下,硅基肖特基二极管就可以开始导通,对于一些低功耗应用非常适用。
硅基肖特基二极管具有较快的开关速度。
由于其结构简单,载流子的移动速度较快,使得硅基肖特基二极管能够在高频电路中快速开关,适用于高速数据传输和射频信号处理。
硅基肖特基二极管还具有较低的反向漏电流。
在正常工作条件下,反向漏电流非常小,这减少了功耗和能量损耗。
这使得硅基肖特基二极管成为一种高效的电子元件。
硅基肖特基二极管在许多领域都有广泛的应用。
首先,它常用于功率转换电路中。
由于硅基肖特基二极管具有低开启电压和较快的开关速度,它可以用于开关电源、逆变器和变频器等高效能量转换装置。
硅基肖特基二极管还用于射频信号处理。
由于其快速开关速度和低反向漏电流,它可以用于调制解调器、射频放大器和天线等应用中。
硅基肖特基二极管还用于高速数据传输。
由于其较低的开启电压和快速开关速度,它可以用于光通信系统和高速电路中,实现快速、可靠的数据传输。
总结起来,硅基肖特基二极管是一种重要的电子元件,具有低开启电压、快速开关速度和低反向漏电流等特点。
它在功率转换、射频信号处理和高速数据传输等领域有广泛应用。
通过深入了解硅基肖特基二极管的工作原理和特性,我们可以更好地应用它,推动电子技术的发展。
功率肖特基二极管及其关键技术研究功率肖特基二极管及其关键技术研究随着现代电子技术的不断发展,功率肖特基二极管成为了一种重要的功率半导体元件。
它具有结电容低、开关速度快、反向恢复时间短等优点,广泛应用于电力电子领域、通信领域、航空航天领域等。
本文将从功率肖特基二极管的基本原理入手,分析其关键技术。
一、功率肖特基二极管的基本原理肖特基势垒二极管是一种由P型半导体和N型半导体构成的二极管,而功率肖特基二极管则是在肖特基势垒二极管的基础上,通过选用合适的材料和设计工艺,提高其承受功率和工作温度。
其主要原理如下:1. 材料选用功率肖特基二极管需要选用高熔点、高载流能力的材料,常见的有硅碳化物、氮化镓等。
2. 设计工艺肖特基势垒二极管的特点是具有结电容低、开关速度快等优点,而功率肖特基二极管作为其扩展版本,则需要进一步优化设计工艺。
要提高其承受功率和工作温度,可采用多平面结构、重复多级接触电极等设计工艺。
二、关键技术1. 正向漏电流密度在选择功率肖特基二极管时,需要注意正向漏电流密度的大小。
正向漏电流密度越小,说明器件的损耗越小,能够承受更高的工作温度和电流。
因此,需要选择正向漏电流密度小的器件。
2. 反向恢复时间反向恢复时间是功率肖特基二极管的重要参数之一。
它是指在肖特基势垒二极管的NC区域形成PN结后,可以将其中的载流子清除的时间。
反向恢复时间越短,说明器件在开关时的效率越高。
3. 温度特性功率肖特基二极管在高温工作条件下,容易出现漏电流增大、反向恢复时间变长等问题。
因此,需要对功率肖特基二极管进行温度特性测试,找到其最适宜的工作温度范围。
4. 低噪声和高速度功率肖特基二极管在通信领域中有重要应用,因此需要具备低噪声和高速度的特性。
其中,低噪声可以通过优化器件结构和材料选用来实现;而高速度可以通过采用轻掺杂的N型半导体材料等技术手段来提高。
综上所述,功率肖特基二极管具有广泛的应用前景,其关键技术的研究也十分重要。
快速软恢复SiGe功率开关二极管的结构设计与特性分析马丽;高勇;刘静;余明斌
【期刊名称】《电子器件》
【年(卷),期】2007(030)004
【摘要】为了进一步提高SiGe/Si异质结功率开关二极管的性能,提出了一种SiGe 功率开关二极管的新结构,用交替的p+、n+区形成的mosaic结构来代替原常规的n+区,关断时可同时为电子和空穴的抽取提供通道使阴极具有理想欧姆接触.该结构可大大提高开关速度,并获得很软的反向恢复特性及很低的漏电流.与常规
p+(SiGe)-n--n+功率开关二极管相比,反向恢复时间缩短了近2/3,反向峰值电流降低了约1/2,漏电流降低了约1个数量级.另外,嵌镶结构中p+区的厚度对器件性能有很大影响,调整p+区的厚度可实现器件的反向耐压能力和反向恢复特性之间很好的折衷.这种性能的改进无需采用少子寿命控制技术因而很容易集成于功率IC中.【总页数】4页(P1255-1257,1265)
【作者】马丽;高勇;刘静;余明斌
【作者单位】西安理工大学应用物理系,西安,710048;西安理工大学电子工程系,西安,710048;西安理工大学电子工程系,西安,710048;新加坡微电子研究所,新加坡,117685
【正文语种】中文
【中图分类】TN313.4
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5.SiGe超快速软恢复功率开关二极管(英文) [J], 马丽;高勇;刘静;余明斌
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二极管开关电路特性及原理详解二极管开关特性在数字电子技术门电路中,在脉冲信号的作用下,二极管时而导通,时而截止,相当于开关的“接通”和“关断”。
二极管由截止到开通所用的时间称为开通时间,由开通到截止所用的时间称为关断时间。
研究其开关特性,就是分析导通和截止转换快慢的问题,当脉冲信号频率很高时,开关状态变化的速率就高。
作为一种开关器件,其开关的速度越快越好,但是二极管是由硅或锗等半导体材料通过特殊工艺制成的电子器件,有一个最高极限工作速度,当开关速度大于极限工作速度,二极管就不能正常工作。
要使二极管安全可靠快速地工作,外界的脉冲信号高低电平的转换频率要小于二极管开关的频率。
如图1所示,输入端施加一脉冲信号Vi,其幅值为+V1和-V2。
当加在二极管两端的电压为+V1,二极管导通;当加在二极管两端的电压为-V2,二极管截止,输入、输出波形如图2所示。
二极管两端的电压由正向偏置+V1变为反向偏置-V2时,二极管并不瞬时截止,而是维持一段时间ts后,电流才开始减小,再经tf后,反向电流才等于静态特性上的反向漂移电流I0,其值很小。
ts称为存贮时间,tf称为下降时间,ts+tf=trr称为关断时间。
二极管两端的电压由反向偏置-V2变为正向偏置+V1时,二极管也不是瞬时导通,而是经过导通延迟时间和上升时间后才稳定导通,这段时间称为开通时间。
显然二极管的导通和截止时刻总是滞后加于其两端高、低电平的时刻。
二极管从截止转为正向导通的开通时间,与从导通转向截止时的关断时间相比很小,其对开关速度的影响很小,在分析讨论中主要考虑关断时间的影响。
二极管开关时间延迟原因分析在半导体中存在两种电流,因载流子浓度不同形成的电流为扩散电流,依靠电场作用形成的电流为漂移电流。
当把P型半导体和N型半导体靠近,在两种半导体的接触处,因为载流子浓度差就会产生按指数规律衰减的扩散运动。
在扩散过程中,电子和空穴相遇就会复合,在交界处产生内电场,内电场会阻止扩散运动的进行,而促进漂移运动,最终,扩散运动和漂移运动达到动态平衡。