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肖特基二极管结构与工作原理

2025-07-10 10:29:38  

肖特基二极管

 结构:金属和半导体的“夹心饼干”

肖特基二极管的结构超级简单,就两层:

  • 金属层:比如用金、银、铝等(常用的是铂或钨)。

  • 半导体层(狈型):比如硅,里面掺了杂质,多出一堆自由电子。

这俩直接贴在一起,中间没有普通二极管里的笔型半导体,所以结构更简单。

2. 原理:电子“跳高比赛”

  • 没通电时
    狈型半导体的自由电子想跑到金属里(因为金属的电子能量更低),但金属里的电子也不是完全不让出位置。最后两边达成平衡,形成一个“电子墙”,叫做肖特基势垒,谁都过不去了。

  • 加正向电压(金属接正极,半导体接负极)
    外电场把“电子墙”压低了,半导体里的电子轻松跳过墙,冲到金属里,形成电流,叫做二极管导通。

    加反向电压(金属接负极,半导体接正极)
    外电场把“电子墙”砌得更高,电子更跳不过去了,电流几乎为零,叫做二极管截止。

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      图示为肖特基二极管MBR20100CT 20A100V TO-220F 大芯片铁封晶体二极管


3. 特点:快!低功耗!但怕漏电

  • 速度快:因为只有电子在跑,开关速度极快。

  • 电压低:导通只需要0.3痴左右,对比普通硅管要0.7痴,省电。

  • 缺点:反向漏电比普通二极管大,耐压不高,一般用在低压场景。


举个栗子

想象金属是操场,半导体是一群学生(电子):

平时:操场门关着,学生被拦在外面(势垒)。

开门(正向电压):学生冲进操场疯玩(电流导通)。

反向推门(反向电压):门锁更紧了,学生进不去(截止)。


用途

常用于高频电路(比如收音机)、电源防反接、低压整流等需要快速开关的场景。

高速数字电路:在 TTL 或 CMOS 电路中,作为箝位二极管或快速开关元件,减少信号延迟;

汽车电子:用于汽车充电器、车载逆变器等,适应汽车电路的低压大电流和高频工作环境;

激光驱动电路:在激光二极管的驱动电路中,快速响应电流变化,稳定激光输出。



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