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功率二极管,功率二極體, Power Diode
来源: | 作者:LiLi | 发布时间: 2024-01-10 | 593 次浏览 | 分享到:

 漂移区和n⁺阴极区组成的功率肖特基二极管结构。通态压降由金属半导体界面压降、n漂移区的电阻及衬底端的欧姆压降决定。由于单极型肖特基二极管是多子(Majority Carriers)器件,没有载流子存储及电导调制效应,具有快速的开关特性和较低的通态压降,故在高频下工作的功耗较低。在反向偏置时,耐压特性由空间电荷区向n漂移区扩展的宽度决定。理论上,最大的电场强度出现在金属-半导体接触处,当该处电场强度等于半导体的临界电场强度时即产生击穿。但实际上,反向阻断的击穿电压会受限于金属电极的边缘击穿,故采用边缘终端技术(Edge Termination Technology)可提高功率肖特基二极管的击穿电压。通常硅基肖特基二极管的击穿电压小于 200V,故硅基肖特基器件适用于高频领域,而不适用于大电流大电压领域。宽禁带 SiC 肖特基二极管 (SiC-SBD)的击穿电压已超过 3kV,可适用于较高的功率水平领域,与硅基 IGBT 组成的 Si-IGBT+SiC-SBD 模块单元能大幅降低功耗。

功率肖特基二极管的泄漏电流包含由耗尽区内空间电荷产生的电流、由中性区内载流子产生的扩散电流,以及在金属-半导体接触处产生的热电子发射电流。其中热电子发射电流由温度及肖特基接触势垒主导。由于肖特基接触势垒高度相对较小,故泄漏电流以热电子发射电流为主,选用相对较大的肖特基接触势垒可以降低泄漏电流,减少阻断状态下的功耗,同时可以避免热奔 (Thermal Runaway)过程而使功率肖特基二极管在较高的环境温度下工作。

功率二极管是第一代功率半导体器件,它既可以独立地运用,也可以为所有功率半导体器件做续流及吸收。现代功率半导体器件如 IGBT,至少需要一两个功率二极管为之续流及吸收。