功率二极管是功率半导体器件的重要组成部分,主要包括 PiN 二极管,肖特基势垒二极管和结势垒控制肖特基二极管。本章主要介绍了肖特基势垒的形成及其主要电流输运机理。并详细介绍了肖特基二极管和结势垒控制肖特基二极管的电学特性及其工作原理,为后两章对 4H-SiC JBS 器件电学特性的仿真研究奠定了理论基础。
金属与半导体的功函数不同,电荷越过金属/半导体界面迁移,产生界面电场,半导体表面的能带发生弯曲,从而形成肖特基势垒,这就是肖特基接触。金属与半导体接触形成的整流特性有两种形式,一种是金属与 N 型半导体接触,且 N 型半导体的功函数小于金属的功函数;另一种是金属与 P 型半导体接触,且 P 型半导体的功函数大于金属的功函数。
金属与 N 型 4H-SiC 半导体体内含有大量的导电载流子。金属与 4H-SiC 半导体材料的接触仅有原子大小的数量级间距时,4H-SiC 半导体的费米能级大于金属的费米能级。此时 N 型 4H-SiC 半导体内部的电子浓度大于金属内部的电子浓度,两者接触后,导电载流子会从 N 型 4H-SiC 半导体迁移到金属内部,从而使 4H-SiC 带正电荷,而金属带负电荷。电子从 4H-SiC 向金属迁移,在金属与 4H-SiC 半导体的界面处形成空间电荷区和自建电场,并且耗尽区只落在 N 型 4H-SiC 半导体一侧,在此范围内的电阻较大,一般称作“阻挡层”。自建电场方向由 N 型 4H-SiC 内部指向金属,因为热电子发射引起的自建场增大,导致载流子的扩散运动与反向的漂移运动达到一个静态平衡,在金属与4H-SiC 交界面处形成一个表面势垒,称作肖特基势垒。4H-SiC 肖特基二极管就是依据这种原理制成的。
肖特基二极管,又称热载流子二极管,通过金属和半导体接触(肖特基接触)形成肖特基势垒,实现整流。与普通PN结二极管相比,肖特基二极管的反向恢复惯性非常低。因此,肖特基二极管适用于高频整流或高速开关。
碳化硅的能带间隔为硅的2.8倍(宽禁带),达到3.09电子伏特。其绝缘击穿场强为硅的5.3倍,高达3.2MV/cm,其导热率是硅的3.3倍,为49w/cm·k。它与硅半导体材料一样,可以制成结型器件、场效应器件、和金属与半导体接触的肖特基二极管。
碳化硅肖特基二极管可广泛应用于开关电源、功率因素校正(PFC)电路、不间断电源(UPS)、光伏逆变器等中高功率领域,可显著的减少电路的损耗,提高电路的工作频率。在PFC电路中用碳化硅SBD取代原来的硅FRD,可使电路工作在300kHz以上,效率基本保持不变,而相比下使用硅FRD的电路在100kHz以上的效率急剧下降。随着工作频率的提高,电感等无源原件的体积相应下降,整个电路板的体积下降30%以上。
浦东瞬态抑制二极管联系方式
面议
产品名:瞬态抑制二极管
宁波整流桥报价
面议
产品名:整流桥
盐城生产超快恢复高压二极管报价
面议
产品名:超快恢复高压二极管
泰州定制肖特基二极管现货供应
面议
产品名:肖特基二极管
安庆MOSFET二极管价格
面议
产品名:MOSFET二极管
连云港生产整流高压二极管多少钱一个
面议
产品名:整流高压二极管
佛山供应LOWVF肖特基二极管现货供应
面议
产品名:LOWVF肖特基二极管
安庆碳化硅肖特基二极管供应商
面议
产品名:碳化硅肖特基二极管