提到低功耗、大電流、超高速半導(dǎo)體器件，很多工程師同學(xué)肯定能首先想到肖特基二極管（SBD）。但是，你真的會用肖特基二極管嗎？跟其他的二極管相比，肖特基二極管又有什么特別之處？下面，我們一起來劃重點吧！
肖特基二極管的關(guān)鍵參數(shù)
肖特基二極管廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源、變頻器、驅(qū)動器等電路中。在不同的應(yīng)用中，需要考慮不同的因素，而且，不同的器件在性能上也有差別，因此，在選用肖特基二極管時，下面這些關(guān)鍵參數(shù)需要綜合考慮。
1、導(dǎo)通壓降VF
VF為二極管正向?qū)〞r二極管兩端的壓降，當(dāng)通過二極管的電流越大，VF越大；當(dāng)二極管溫度越高時，VF越小。
2、反向飽和漏電流IR
IR指在二極管兩端加入反向電壓時，流過二極管的電流，肖特基二極管反向漏電流較大，選擇肖特基二極管是盡量選擇IR較小的二極管。
3、額定電流IF
指二極管長期運行時，根據(jù)允許溫升折算出來的平均電流值。
4、最大浪涌電流IFSM
允許流過的過量的正向電流。它不是正常電流，而是瞬間電流，這個值相當(dāng)大。
5、最大反向峰值電壓VRM
即使沒有反向電流，只要不斷地提高反向電壓，遲早會使二極管損壞。這種能加上的反向電壓，不是瞬時電壓，而是反復(fù)加上的正反向電壓。因給整流器加的是交流電壓，它的最大值是規(guī)定的重要因子。最大反向峰值電壓VRM指為避免擊穿所能加的最大反向電壓。目前肖特基最高的VRM值為150V。
6、最大直流反向電壓VR
上述最大反向峰值電壓是反復(fù)加上的峰值電壓，VR是連續(xù)加直流電壓時的值。用于直流電路，最大直流反向電壓對于確定允許值和上限值是很重要的.
7、最高工作頻率fM
由于PN結(jié)的結(jié)電容存在，當(dāng)工作頻率超過某一值時，它的單向?qū)щ娦詫⒆儾�。肖特基二極管的fM值較高，最大可達100GHz。
8、反向恢復(fù)時間Trr
當(dāng)工作電壓從正向電壓變成反向電壓時，二極管工作的理想情況是電流能瞬時截止。實際上，一般要延遲一點點時間。決定電流截止延時的量，就是反向恢復(fù)時間。雖然它直接影響二極管的開關(guān)速度，但不一定說這個值小就好。也即當(dāng)二極管由導(dǎo)通突然反向時，反向電流由很大衰減到接近IR時所需要的時間。大功率開關(guān)管工作在高頻開關(guān)狀態(tài)時，此項指標(biāo)至為重要。
9、最大耗散功率P
二極管中有電流流過，就會吸熱，而使自身溫度升高。在實際中外部散熱狀況對P也是影響很大。具體講就是加在二極管兩端的電壓乘以流過的電流加上反向恢復(fù)損耗。
肖特基二極管工作參數(shù)
肖特基二極管的選型要點
要根據(jù)開關(guān)電源所要輸出的電壓VO、電流IO、散熱情況、負載情況、安裝要求、所要求的溫升等確定所要選用的肖特基二極管種類。
1、在一般的設(shè)計中，我們要留出一定的余量
比如，VR只用到其額定值的80%以下(特殊情況下可控制到50%以下)，IF用到其額定值的40%以下。
在單端反激(FLY-BACK)開關(guān)電源中，假定一產(chǎn)品：輸入電壓VIMAX=350VDC，輸出電壓VO=5V，電流IO=1A。根據(jù)計算公式，要求整流二極管的反向電壓 VR、正向電流IF滿足下面的條件：
VR≥2VI×NS/NP
IF≥2IO/(1-θMAX)
其中：
NS/NP為變壓器次、初級匝比
θMAX為最大占空比
假設(shè)，NS/NP=1/20，θMAX=0.35
則VR≥2×350/20=35(V)
IF≥2×1/(1-0.35)=3(A)
這樣，我們可以參考選用SR340或1N5822。若產(chǎn)品為風(fēng)扇冷卻，則管子可以把余量留小一些。TO220、TO3P封裝的管子有全包封、半包封之分這要根據(jù)具體情況選用。半包封管子的散熱優(yōu)于全包封的管子，但需注意其散熱器和中間管腳相通。負載若為容性負載，建議IF再留出20%的余量。
注意：功率肖特基二極管的散熱和安裝形式，要搞清楚產(chǎn)品為自然冷卻還是風(fēng)扇冷卻，管子要安裝在易通風(fēng)散熱的地方，以提高產(chǎn)品的可靠性。TO-220、TO-3P型的管子與散熱器之間要加導(dǎo)熱硅脂，使管子與散熱器之間接觸良好。DO-41、DO-201AD封裝的管子可采取立式、臥式、架空等方式安裝，這要根據(jù)實際情況確定。
2、正確選擇肖特基二極管的RC補償網(wǎng)絡(luò)-RC緩沖器
由于高頻變壓器的漏電感和管子的結(jié)電容在截止時形成一個諧振電路，它可導(dǎo)致瞬時過壓振蕩。因此，有必要在電源輸出中設(shè)置RC緩沖器以保護管子的安全。另外，RC網(wǎng)絡(luò)還可減少輸出噪聲，減少管子的熱耗，提高產(chǎn)品的效率和可靠性。
緩沖器的選擇原則是，既使緩沖器有效，又能盡量減少損耗。下面是參考公式。
R=√(Li/Cj)/n
式中：Li為變壓器漏電感(μH)
CJ為管子的結(jié)電容(PF)
N為原副邊匝比(NP/NS)
電容C可任意地從0.01到0.1μF之間取,具體值有實驗確定。
如對VO=5V，可選R=5.1Ω，0.5W,C=0.01μF
IR小的管子，熱耗小，所以同樣情況下，可選擇IR小的管子。
設(shè)計PCB時，要使管子及散熱器盡量遠離電解電容器等對熱敏感的器件。以增加產(chǎn)品的壽命。
焊接管子的焊盤要足夠大，焊接牢靠，避免由于熱應(yīng)力造成脫焊。
肖特基二極管一旦選用后，要經(jīng)模擬實驗，在產(chǎn)品輸入、輸出最壞的情況下測量其溫升及工作波形，確認各項指標(biāo)不要超過其極限參數(shù)。 |
