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肖特基二极管与场效应管的区别在哪里(工作原理、特性、基本概述等)-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2019-12-31 

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肖特基二极管与场效应管的区别在哪里(工作原理、特性、基本概述等)

肖特基二极管概述

肖特基二极管与场效应管的区别是什么,先介绍一下肖特基二极管和场效应管的一些基本知识。肖特基二极管是以其发明人肖特基博士(Schottky)命名的,SBD是肖特基势垒二极管(SchottkyBarrierDiode,缩写成SBD)的简称。SBD不是利用P型半导体与N型半导体接触形成PN结原理制作的,而是利用金属与半导体接触形成的金属-半导体结原理制作的。因此,SBD也称为金属-半导体(接触)二极管或表面势垒二极管,它是一种热载流子二极管。


肖特基二极管与场效应管的区别


肖特基二极管原理

肖特基二极管是贵金属(金、银、铝、铂等)A为正极,以N型半导体B为负极,利用二者接触面上形成的势垒具有整流特性而制成的金属-半导体器件。因为N型半导体中存在着大量的电子,贵金属中仅有极少量的自由电子,所以电子便从浓度高的B中向浓度低的A中扩散。显然,金属A中没有空穴,也就不存在空穴自A向B的扩散运动。随着电子不断从B扩散到A,B表面电子浓度逐渐降低,表面电中性被破坏,于是就形成势垒,其电场方向为B→A。


但在该电场作用之下,A中的电子也会产生从A→B的漂移运动,从而消弱了由于扩散运动而形成的电场。当建立起一定宽度的空间电荷区后,电场引起的电子漂移运动和浓度不同引起的电子扩散运动达到相对的平衡,便形成了肖特基势垒。


典型的肖特基整流管的内部电路结构是以N型半导体为基片,在上面形成用砷作掺杂剂的N-外延层。阳极使用钼或铝等材料制成阻档层。用二氧化硅(SiO2)来消除边缘区域的电场,提高管子的耐压值。N型基片具有很小的通态电阻,其掺杂浓度较H-层要高100%倍。


在基片下边形成N+阴极层,其作用是减小阴极的接触电阻。通过调整结构参数,N型基片和阳极金属之间便形成肖特基势垒,如图所示。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。


肖特基二极管与场效应管的区别


综上所述,肖特基整流管的结构原理与PN结整流管有很大的区别通常将PN结整流管称作结整流管,而把金属-半导管整流管叫作肖特基整流管,采用硅平面工艺制造的铝硅肖特基二极管也已问世,这不仅可节省贵金属,大幅度降低成本,还改善了参数的一致性。


场效应管概述

肖特基二极管与场效应管的区别,场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写(FET))简称场效应管。主要有两种类型:结型场效应管(junction FET—JFET)和金属 - 氧化物半导体场效应管(metal-oxide semiconductor FET,简称MOS-FET)。由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件。具有输入电阻高(107~1015Ω)、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。


场效应管(FET)是利用控制输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件,并以此命名。


肖特基二极管与场效应管的区别


由于它仅靠半导体中的多数载流子导电,又称单极型晶体管。


场效应管的作用

1.场效应管可应用于放大。由于场效应管放大器的输入阻抗很高,因此耦合电容可以容量较小,不必使用电解电容器。


2.场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。


3.场效应管可以用作可变电阻。


4.场效应管可以方便地用作恒流源。


5.场效应管可以用作电子开关。


场效应管的使用优势

场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管;而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管。场效应管是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而晶体管是既有多数载流子,也利用少数载流子导电,被称之为双极型器件。


有些场效应管的源极和漏极可以互换使用,栅压也可正可负,灵活性比三极管好。


场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作,而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上,因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用。


肖特基二极管与场效应管的区别详解

肖特基二极管与场效应管的区别,肖特基二极管自从替代传统的普通的二极管后受到了用户的的青睐和喜欢,但是有些时候也会有傻傻分不肖的时候,肖特基二极管和场效应管有什么区别?


肖特基二极管是二极管,特点是低功耗、超高速、反向恢复时间极短、正向压降小,适合做整流电路;场效应管是三极管,特点是输入阻抗高、噪声小、功耗低、漏电流小,开关特性好,适合做放大电路或开关电路。


二极管与三极管完全是2种类型,不能相比,但同属电子元件类。


肖特基二极管和普通二极管或场效应管的外观还是多少有点相似的,用户在使用时会有所困惑也是难免的。


如何区分场效应管和肖特基二极管


场效应管是场效应晶体管的简称,应为缩写为FET。场效应管通常分为两类:1)JFET和MOSFET。这两类场效应管都是压控型的器件。场效应管有三个电极,分别为:栅极G、漏极D和源极S。目前MOSFET应用广泛,JFET相对较少。MOSFET可以分为NMOS和PMOS,下图是PMOS的结构图、NMOS和MOSFET的电路符号图。


肖特基二极管与场效应管的区别


PMOS的结构是这样的: 在N型硅衬底上做了两个P型半导体的P+区,这两个区分别叫做源极S和漏极D,在N型半导体的绝缘层上引出栅极G。NMOS的实物图和引脚分布如下图所示。


肖特基二极管与场效应管的区别


肖特基二极管又叫势垒二极管,是由金属和半导体接触形成的二极管,其特点为:

反向恢复时间非常短,为ns级别;

正向导通压降非常低:为0.3-0.5V左右;

漏电流较大、反向击穿电压比较低;


肖特基二极管与场效应管的区别-特点不同

(一)肖特基二极管的特点

SBD的主要优点包括两个方面:


1)由于肖特基势垒高度低于PN结势垒高度,故其正向导通门限电压和正向压降都比PN结二极管低(约低0.2V)。


2)由于SBD是一种多数载流子导电器件,不存在少数载流子寿命和反向恢复问题。SBD的反向恢复时间只是肖特基势垒电容的充、放电时间,完全不同于PN结二极管的反向恢复时间。由于SBD的反向恢复电荷非常少,故开关速度非常快,开关损耗也特别小,尤其适合于高频应用。


但是,由于SBD的反向势垒较薄,并且在其表面极易发生击穿,所以反向击穿电压比较低。由于SBD比PN结二极管更容易受热击穿,反向漏电流比PN结二极管大。


(二)场效应管的特点

与双极型晶体管相比,场效应管具有如下特点。


(1)场效应管是电压控制器件,它通过VGS(栅源电压)来控制ID(漏极电流);


(2)场效应管的控制输入端电流极小,因此它的输入电阻(107~1012Ω)很大。


(3)它是利用多数载流子导电,因此它的温度稳定性较好;


(4)它组成的放大电路的电压放大系数要小于三极管组成放大电路的电压放大系数;


(5)场效应管的抗辐射能力强;


(6)由于它不存在杂乱运动的电子扩散引起的散粒噪声,所以噪声低。


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