肖特基二极管应用_肖特基二极管应用电路_肖特基二极管在数字电路中的应用详解

　　肖特基二极管是德国科学家肖特基（Schottky）1938年发明的。肖特基二极管与普通的PN结二极管不同。是使用N型半导体材料与金属在一起结合形成金属一半导体结。肖特基二极管比普通二极管有正向压降低、反向电荷恢复时间短（10ns以内）等优点。

　　应用特点：适合于高频、大电流、低电压整流电路以及微波电子混频电路、检波电路、高频数字逻辑电路等。

　　肖特基二极管的内部结构

　　肖特基（Schottky）二极管也称肖特基势垒二极管（简称SBD），是由金属与半导体接触形成的势垒层为基础制成的二极管如图 1所示，其主要特点是正向导通压降小（约0.45V），反向恢复时间短和开关损耗小，是一种低功耗、超高速半导体器件。肖特基二极管在结构原理上与PN结二极管有很大区别，它的内部是由阳极金属（用钼或铝等材料制成的阻挡层）、二氧化硅（SiO2）电场消除材料、N-外延层（砷材料）、N型硅基片、N+阴极层及阴极金属等构成，如图1所示。

　　在N型基片和阳极金属之间形成肖特基势垒。当在肖特基势垒两端加上正向偏压（阳极金属接电源正极，N型基片接电源负极）时，肖特基势垒层变窄，其内阻变小；反之，若在肖特基势垒两端加上反向偏压时，肖特基势垒层则变宽，其内阻变大。

　　

　　肖特基二极管存在的问题是耐压比较低，反向漏电流比较大。目前应用在功率变换电路中的肖特基二极管的大体水平是耐压在150V以下，平均电流在100A以下，反向恢复时间在10～40ns。肖特基二极管应用在高频低压电路中，是比较理想的。

　　肖特基二极管应用

　　开关电源当中我们经常会用到肖特基二极管，但是由于不同厂商等原因性能上就相差很大，我们选择肖特基时必须要考虑以下几点参数：

　　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。

　　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。

　　

　　肖特基二极管在数字电路中的应用详解

　　1、肖特基二极管应用于双电源供电

　　目前带主控器的电子设计中，基本都会用到实时时钟（RTC），RTC需要额外的钮扣电池来供电，以免系统掉电后，时间信息丢失。同时系统启动后，为了延长电池的使用时间，往往会让主系统供电。因此，RTC往往需要双电源供电，而二极管由于它的单向导通性，可以起到电源隔离的作用。以小信号肖特基二极管BAT54C为例，其正向压降最大只有0.24v（正向电流0.1ma时），RTC电流消耗也是ua级的，加入肖特基二极管隔离电源后，也是能完全满足要求的。

　　

　　2、肖特基二极管用作与门

　　如下图，n个肖特基二极管组成n输入的与门，只要A1~An中有一个信号输出逻辑0，则Output输出逻辑0，只有A1~An中所有信号输出逻辑1，Output才能输出逻辑1。即实现了信号A1~An的相与。由于在数字电路中，芯片信号输入级基本都是高阻的，因此，用肖特基二极管组成的与门电路总体电流都是ua级别的，肖特基二极管压降都是极其小的，电平仍能满足设计要求。

　　

　　3、 肖特基二极管用作或门

　　如下图，n个肖特基二极管组成n输入的或门，只要A1~An中有一个信号输出逻辑1，则Output输出逻辑1，只有A1~An中所有信号输出逻辑0，Output才能输出逻辑0。即实现了信号A1~An的相或。

　　

　　4、简单应用实例

　　在数字电路设计中，往往需要实现一些信号简单的相与、相或、反相。如果直接采用74系列等逻辑芯片，不仅布板面积大大增加，布线也不具灵活性。而采用小信号肖特基二极管组成与或门电路会更加的灵活好用。下图为一个简单的二路复位电路，JTAG产生复位信号需要复位主控器，而外部复位键也需要在按下时实现复位主控器。如果JTAG复位与按键复位直接线与输出到主控器的复位脚，将可能对JTAG仿真器造成损害。例如，按下复位键时，将直接把JTAG输出复位脚位低。而通过肖特基二极管BAT54A组成相与电路，各个信号输出不会相互影响。下图只要JTAG输出0逻辑或按键复位输出0逻辑都能让主控器实现复位。

　　

　　如果要用作非门，可采用三极管，当然三极管在电子电路中应用也是很广泛，如在数字电路中可作为开关器件，作为电流驱动，作为电平转换等。