肖特基二极管
强茂肖特基二极管选型与应用
肖特基二极管是多数载流子器件,正向压降低(VF约0.3-0.5V)、开关速度快、反向恢复时间几乎为零,在高频整流和防反接保护等应用中优势明显。强茂(PBTC)肖特基二极管产品线包括小信号肖特基(BAS70系列、BAS40系列)和功率肖特基(MBR系列、SBA系列、SR系列),覆盖从小信号到功率整流的完整应用范围。选型时需按反向电压→正向电流→VF和IR→封装的顺序逐步确认,确保器件在目标电路中安全可靠工作。
核心结论
肖特基二极管是多数载流子器件,正向压降低(VF≈0.3-0.5V)、反向恢复时间几乎为零,适合高频开关应用。
强茂肖特基产品分为小信号肖特基(BAS70系列、BAS40系列)和功率肖特基(MBR系列、SBA系列、SR系列)两大类。
关键参数包括正向电压(VF)、反向电压(VR)、平均正向电流(IF(AV))和反向漏电流(IR),选型时需逐一确认。
典型应用为开关电源整流、防反接保护、高频电路和太阳能旁路二极管,覆盖消费电子和工业领域。
选型流程:先确定反向电压→再确认正向电流→然后看VF和IR→最后选封装。
基础信息与参数表
| 参数项 | 符号 | 说明 |
|---|---|---|
| 正向电压 | VF | 正向导通时的压降,肖特基典型值0.3-0.5V |
| 反向电压 | VR | 反向能承受的最大电压 |
| 平均正向电流 | IF(AV) | 正向可连续通过的平均电流 |
| 反向漏电流 | IR | 反向偏置时的漏电流,肖特基IR偏大 |
| 强茂肖特基产品系列 | 类型 | 典型应用 |
|---|---|---|
| BAS70系列 | 小信号肖特基 | 小信号整流、检波、保护 |
| BAS40系列 | 小信号肖特基 | 小信号整流、开关电路 |
| MBR系列 | 功率肖特基 | 开关电源整流、功率电路 |
| SBA系列 | 功率肖特基 | 高频整流、防反接保护 |
| SR系列 | 功率肖特基 | 大电流整流、太阳能旁路 |
工作原理与特点
多数载流子器件
肖特基二极管与普通PN结二极管在结构上有本质区别。普通二极管由P型和N型半导体形成PN结,导电时同时利用电子和空穴两种载流子,开关过程中少数载流子的存储和消除需要时间,这就是反向恢复时间。肖特基二极管由金属和半导体接触形成肖特基势垒,导通时仅靠多数载流子(电子)工作,不存在少数载流子存储效应,因此反向恢复时间几乎为零。
正向压降低
肖特基二极管的正向压降VF通常为0.3-0.5V,而普通硅PN结二极管的正向压降约为0.6-0.8V。正向压降更低意味着正向导通损耗更小(P=VF×IF),在整流应用中效率更高,发热更少。这也是肖特基二极管在低压整流和功率转换中被广泛采用的重要原因。
反向漏电流偏大
肖特基二极管的一个特性是反向漏电流IR比普通PN结二极管大,且IR对温度更敏感,高温下IR会明显增大。在选型和应用中需要关注这一特性,特别是在高温工作环境中,需确认IR增大不会对电路性能产生不良影响。
开关速度快
由于反向恢复时间几乎为零,肖特基二极管可以在极高频率下开关而不会产生显著的恢复损耗。这一特性使其在高频开关电源、射频电路和高频信号处理中具有不可替代的优势。
强茂肖特基产品线
小信号肖特基
BAS70系列和BAS40系列是小信号肖特基二极管,特点是体积小、电流小、工作频率高,适用于小信号整流、检波、保护和开关电路。这类产品通常采用SOD-123、SOT-23等小封装,适合空间受限的便携式电子设备。
功率肖特基
MBR系列是经典的功率肖特基二极管产品系列,具有较大的电流处理能力和较高的反向电压,适用于开关电源输出整流和功率电路。封装形式包括TO-220、TO-263等功率封装。
SBA系列覆盖中等功率范围的肖特基应用,在高频整流和防反接保护电路中表现出色。该系列提供多种封装和电流规格选择。
SR系列面向大电流整流应用,如太阳能光伏系统中的旁路二极管。旁路二极管在光伏组件中用于当某块电池片被遮挡时提供电流旁路路径,防止热斑效应损坏电池片。肖特基二极管低压降特性在旁路应用中可有效降低功耗。
应用场景
开关电源整流
开关电源输出端的整流二极管工作在高频状态,需要极短的反向恢复时间以降低开关损耗。肖特基二极管几乎为零的反向恢复时间和低正向压降使其成为开关电源输出整流的首选器件,尤其在低压大电流输出(如5V、3.3V)的电源中,低VF对效率提升效果显著。
防反接保护
在电源输入端串联肖特基二极管可实现防反接保护。当电源极性接反时,二极管反向截止,保护后级电路。肖特基二极管低VF的优势在此应用中尤为突出——压降越小,正常工作时的功耗越低,供电电压损失越小。需注意选型时反向电压VR需高于最大输入电压。
高频电路
在高频信号电路中,肖特基二极管可用作检波器、混频器和快速开关。极短的反向恢复时间使其能够处理高频信号而不会引入明显的失真或延迟。小信号肖特基(BAS70/BAS40系列)是这类应用的典型选择。
太阳能旁路二极管
光伏组件中每块电池片串联连接,当其中一块被遮挡或损坏时,该电池片变为负载,可能导致热斑效应。旁路二极管并联在电池片组两端,遮挡时电流从旁路二极管流过,保护电池片。肖特基二极管的低VF降低了旁路时的功耗,SR系列适用于此类大电流旁路应用。
选型方法
肖特基二极管选型按以下步骤进行:
确定反向电压(VR):根据电路中二极管承受的最大反向电压确定VR,需留有20%以上余量。例如输入电压最高24V,应选择VR不低于30V的型号。
确认正向电流(IF(AV)):根据电路工作电流确定IF(AV),同样需留有余量。大电流应用需考虑散热条件,确保二极管在最大电流下结温不超过上限。
查看正向电压(VF)和反向漏电流(IR):在满足电压和电流要求的前提下,优先选择VF更低的型号以降低导通损耗。同时需确认IR在工作温度下的值,高温下IR增大是否在可接受范围内。
选择封装:根据PCB空间和散热需求选择封装。小电流小信号应用选SOD-123、SOT-23等小封装;大电流功率应用选TO-220、TO-263等功率封装。封装的选取直接影响散热性能和占板面积。
FAQ
Q1:肖特基二极管和普通二极管有什么区别?
主要有三点区别:第一,肖特基二极管是多数载流子器件,反向恢复时间几乎为零,普通PN结二极管存在反向恢复时间;第二,肖特基二极管正向压降低(0.3-0.5V),普通硅二极管约0.6-0.8V;第三,肖特基二极管反向漏电流较大且对温度更敏感,普通二极管反向漏电流小。在高频和低压整流场景中应优先选用肖特基二极管。
Q2:肖特基二极管为什么正向压降低?
肖特基二极管由金属与半导体接触形成肖特基势垒,载流子越过势垒所需的能量低于PN结的内建电势,因此正向导通时压降更低。普通PN结二极管导通时需克服P型和N型半导体之间的内建电场,所需正向偏置电压更高,因此VF更大。
Q3:强茂有哪些肖特基系列?
强茂肖特基二极管产品线分为两大类:小信号肖特基包括BAS70系列和BAS40系列,适用于小信号整流和开关电路;功率肖特基包括MBR系列、SBA系列和SR系列,覆盖开关电源整流、防反接保护和太阳能旁路等功率应用。各系列的具体型号、参数和封装请以原厂最新规格书为准。
Q4:肖特基二极管为什么适合高频应用?
肖特基二极管是多数载流子器件,不存在少数载流子存储效应,反向恢复时间几乎为零。在高频开关时,不会产生普通二极管因少数载流子复合而导致的反向恢复电流和恢复损耗,因此能够在极高频率下高效工作。这是肖特基二极管在高频整流、开关电源和射频电路中被广泛采用的核心理由。
资料来源
本文肖特基二极管产品系列信息基于强茂(PBTC)产品资料整理。具体型号的VF、VR、IF(AV)、IR等参数请以原厂最新规格书为准。
PS:如需肖特基二极管样品测试、规格书资料、应用技术咨询等,请联系超毅电子。
