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借助沟道型肖特基整流器(Trench Schottky rectifier)等新型功率半导体器件,让电子系统更加高效。与平面肖特基二极管相比,沟道型肖特基整流器在正向电压降、漏电流、损耗、反向阻断电压、寄生电容等方面具有明显优势,是瞬间整流方案的理想选择。
我们正在不断创新,借助沟道型肖特基整流器(Trench Schottky rectifier)等新型功率半导体器件,让电子系统更加高效。与平面肖特基二极管相比,沟道型肖特基整流器在正向电压降、漏电流、损耗、反向阻断电压、寄生电容等方面具有明显优势,是瞬间整流方案的理想选择。
平面型肖特基二极管
肖特基二极管由德国物理学家华特·肖特基(Walter Schottky)发明。这是一种由金属-半导体结合组成的平面型二极管,具有较低的正向压降和较高的开关速度,广泛用于多种应用,例如在功率转换电路中作为升压二极管。
长期以来,这种传统的平面型肖特基二极管(Schottky barrier diode)一直是电子设计应用中的主流选择。然而,平面肖特基二极管在一些关键性能上进行了折中,如正向电压降、漏电流等。同样,在EMC敏感型应用中,传统的肖特基二极管与我们要求的理想损耗和瞬间整流方案相比相距甚远。
那么,什么是理想的整流器?这通常包括低正向压降、高反向阻断电压、零泄漏电流和低寄生电容,能实现高开关速度。
正向压降方面,主要考虑两个因素:结点处的压降(PN整流器为PN结,肖特基整流器为金属-半导体结)、漂移区的压降。虽然PN结的正向压降在本质上由内置电压决定,因而主要由所选半导体决定,但肖特基势垒整流器中金属-半导体接面的正向压降可通过选择肖特基金属来修改,而肖特基势垒就是半导体的金属功函数和电子亲合能之差。通过使用具有低金属功函数的肖特基金属,可最大限度减少金属半导体接面的压降。但是,结点处的正向压降和肖特基整流器的泄漏电流之间存在权衡关系,因为泄漏电流的级别也由肖特基势垒和金属半导体接面的电场决定。除了该权衡,为实现高反向阻断电压,当漂移区的厚度进一步增加时,结点处低压降的优势可能会消失。因此,肖特基整流器的反向阻断电压历来限于200V以下。
(1)如果需要在正向压降和泄漏电流之间权衡,T沟道肖特基整流器是正确选择,但前提是系统能够耐受较高的寄生电容。
(2)在器件开关期间,等效电路中的额外RC元件有助于抑制潜在振铃,T沟道整流器也是EMC敏感型应用的第一选择。
(3)在高功率密度应用中,器件的工作环境温度会随发热而升高,T沟道肖特基二极管也具有优势,T沟道肖特基整流器热稳定性更好,可靠性更高,能应对苛刻环境的影响。