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肖特基二極管結構與工作原理

2025-07-10 10:29:38  

肖特基二極管

 結構:金屬和半導體的“夾心餅干”

肖特基二極管的結構超級簡單,就兩層:

  • 金屬層:比如用金、銀、鋁等(常用的是鉑或鎢)。

  • 半導體層(N型):比如硅,里面摻了雜質,多出一堆自由電子。

這倆直接貼在一起,中間沒有普通二極管里的P型半導體,所以結構更簡單。

2. 原理:電子“跳高比賽”

  • 沒通電時
    N型半導體的自由電子想跑到金屬里(因為金屬的電子能量更低),但金屬里的電子也不是完全不讓出位置。最后兩邊達成平衡,形成一個“電子墻”,叫做肖特基勢壘,誰都過不去了。

  • 加正向電壓(金屬接正極,半導體接負極)
    外電場把“電子墻”壓低了,半導體里的電子輕松跳過墻,沖到金屬里,形成電流,叫做二極管導通。

    加反向電壓(金屬接負極,半導體接正極)
    外電場把“電子墻”砌得更高,電子更跳不過去了,電流幾乎為零,叫做二極管截止。

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      圖示為肖特基二極管MBR20100CT 20A100V TO-220F 大芯片鐵封晶體二極管


3. 特點:快!低功耗!但怕漏電

  • 速度快:因為只有電子在跑,開關速度極快。

  • 電壓低:導通只需要0.3V左右,對比普通硅管要0.7V,省電。

  • 缺點:反向漏電比普通二極管大,耐壓不高,一般用在低壓場景。


舉個栗子

想象金屬是操場,半導體是一群學生(電子):

平時:操場門關著,學生被攔在外面(勢壘)。

開門(正向電壓):學生沖進操場瘋玩(電流導通)。

反向推門(反向電壓):門鎖更緊了,學生進不去(截止)。


用途

常用于高頻電路(比如收音機)、電源防反接、低壓整流等需要快速開關的場景。

高速數字電路:在 TTL 或 CMOS 電路中,作為箝位二極管或快速開關元件,減少信號延遲;

汽車電子:用于汽車充電器、車載逆變器等,適應汽車電路的低壓大電流和高頻工作環境;

激光驅動電路:在激光二極管的驅動電路中,快速響應電流變化,穩定激光輸出。



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