肖特基SCHOTTKY系列二极管.docx
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肖特基SCHOTTKY系列二极管
肖特基（SCHOTTKY）系列二极管
本文主要介绍济南半导体所研制生产的肖特基二极管系列产品。
介绍军品级、工业品级肖特基二极管的种类、性能特点、正反向电参数。
对产品的正向直流参数、反向温度特性及正向、反向抗烧毁能力等进行了质量分析，并与国外公司制造的同类产品进行了比较。
最后，着重介绍了2DK030高可靠肖特基二极管的性能特点用途，1N60超高速肖特基二极管的性能特点用途，以及功率肖特基二极管在开关电源方面的应用。
本文主要包括下面六个部分：
一．肖特基二极管简介
二．我所肖特基二极管生产状况
三．我所肖特基二极管种类
四．我所肖特基二极管的特点及性能质量分析
五．介绍我所生产的两种肖特基二极管
（1）2DK030高可靠肖特基二极管
（2）1N60超高速肖特基二极管
六．功率肖特基二极管在开关电源方面的应用
下面只对部分常用的参数加以说明
（1）VF正向压降ForwardVoltageDrop
（2）VFM最大正向压降MaximumForwardVoltageDrop
（3）VBR反向击穿电压BreakdownVoltage
（4）VRMS能承受的反向有效值电压RMSInputVoltage
（5）VRWM反向峰值工作电压WorkingPeakReverse
Voltage
（6）VDC最大直流截止电压MaximumDCBlocking
Voltage
（7）Trr反向恢复时间ReverseRecoveryTime
（8）IF（AV）正向电流ForwardCurrent
（9）IFSM最大正向浪涌电流MaximumForwardSurge
Current
（10）IR反向电流ReverseCurrent
（11）TA环境温度或自由空气温度AmbientTemperature
（12）TJ工作结温OperatingJunctionTemperature
（13）TSTG储存温度StorageTemperatureRange
（16）TC管子壳温CaseTemperature
一．肖特基二极管简介：
同普通硅二极管一样，肖特基二极管也是具有单向导电特性的硅二极管。
不同的是，普通二极管的工作是利用半导体PN结的单向导电特性，而肖特基二极管则是利用金属和半导体接触产生的势垒而起到单向导电作用，它是以多数载流子工作的整流器件，因而在开关时没有少数载流子的存储电荷和移动效应。
所以，肖特基二极管的开关速度非常快，反向恢复时间trr很短（小于几十ns）；同时，其正向压降VF较小，尤其适用于高速开关电路和低压大电流输出电路，具有较高的整流效率和可靠性。
但肖特基二极管也有两个缺点，一是反向耐压VR较低，一般只有100V左右；二是反向漏电流IR较大。
但随着半导体技术的不断发展，VR已超过100V，如我所生产的2DK10140，VR为140V；IR也达到μA级，已接近普通硅管的水平。
二．我所肖特基二极管的生产状况：
我所研制和生产肖特基二极管已有十余年的历史,并为重要军工项目成功地提供了许多种类的肖特基产品。
目前济半所的肖特基二极管在种类和产量上均据国内第一位，产品畅销国内外。
近年来，为了最大程度地满足军工配套的各种需求，扩大产量，面向国内外两大市场，我们对原肖特基二极管生产线实施了技术改造，引进了许多关键设备和工艺技术，突破了许多技术难点，使产品的成品率、电参数性能以及可靠性均有大幅度的提高，品种及封装形式已形成系列化。
在产品的研制、生产、检验过程中，我们严格按照军用标准和ISO9002国际质保体系的要求进行管理，使产品质量在生产过程中的每一个环节都得到良好的控制。
我所的国家级军用产品实验室，能对产品的各种性能进行测试。
任何岗位的员工上岗前都经过严格的培训，这些都确保我们能提供高品质的产品。
目前，我们能提供电流从几十mA到50A，电压从20V到一百多伏的肖特基产品。
并能提供下面的封装形式。
玻璃封装：
DO-35、DO-41,DO-7,MELF,MiniMELF;金属封装,TO-247等；塑料树脂封装R-1、DO-41、DO-15、DO-201AD、TO-220、TO-3P、SMA、SMB、Mini、Smini等。
我所生产的军品级和工业品级的肖特基系列产品，已广泛应用于航空、航天设备、计算机设备、通讯设备等领域。
能用于高速开关电路，低压高频整流电路，信号检波、混频电路，IC&MOS静电保护电路，供电电源隔离电路和极性保护电路。
整机产品如开关电源、电子变压器、传感器、电话机等。
三．我所肖特基二极管的种类
（1）军用产品：
2DK030，2DK035，2DK12，2DK13,2DK14,2DK15,2DK16
2DK5100，2DK10100，2DK10140,2DK30100，1N60等
（2）一般工业用产品：
1N60，1N60P（IF（AV）=30-50mA,VR=40-45V）
1A系列1N5817-1N5819，SR120-SR1A0
1.5A系列SR13-SR19
2A系列SR220-SR2A0
3A系列1N5820-1N5822,SR320-SR3A0
5A系列SR520-SR5A0
8A系列SR820-SR860
10A系列SR1020-SR1060
16A系列SR1620-SR1660
20A系列SR2020-SR2060
30A系列SR3020-SR3060
40A系列SR4030-SR4060
50A系列SR5030-SR5060
四．我所肖特基二极管的特点和性能质量分析：
在通常情况下，一般采用金属—半导体接触来形成肖特基势垒，但是由于金属与半导体接触时，接触界面之间SiO2层的存在，使得接触电阻和表面态密度明显增大，致使器件的性能大大降低，为了解决这个问题，我们采用近十年国外研究的一项新工艺技术—金属硅化物—硅接触势垒工艺，形成了非常可靠且重复的肖特基势垒。
此外为了解决上层电极金属与硅化物层的兼容问题以及相互扩散和反应问题，我们采用了扩散势垒和多层金属化技术，为了提高反向性能，采用了保护环结构等新工艺技术。
由于我们采用了多项国内外新工艺技术，使器件的常温电参数和高温性能及反向抗浪涌冲击的能力等可靠性能标有了明显的提高。
其特点总结如下：
（1）采用保护环结构
（2）VF低，IR小
（3）硬击穿特性
（4）高温特性好
（5）低损耗，高效率
下面是本所制造的肖特基二极管的特性：
1．直流电参数：
按GB4032整流二极管总技术条件和测试方法，对产品主要电参数进行测试，表1、表2分别列出2DK10100和2DK1640的主要电参数，并与国外公司的同类产品10CTQ140、16CTQ140作了比较。
由表1、表2可以看出，本所制造的肖特基二极管的电参数水平已达到了国外公司同类产品的水平。
表12DK10100实测平均值与10CTQ140参数值的比较
参数
型号
VRWM
V
IFM
A
TC
℃
VFM
V
IFSM
A
IRM
TA=125℃
mA
TJmax
℃
2DK10100
140
10
68．7
0．80
95
19
150
10CTQ140
140
10
121
0．80
95
13
150
表22DK1640实测平均值与16CTQ060参数值的比较
参数
型号
VRWM
V
IFM
A
TC
℃
VFM
V
IFSM
A
IRM
TA=125℃
mA
TJmax
℃
2DK1640
40
16
64．4
0．60
242
7．5
150
16CTQ060
60
16
120
0．60
242
7
150
2．技改前后常温反向漏电特性及反向抗烧毁能力的检查
常温下检查了反向漏电特性，并对样品进行了破坏性物理实验，以检
查肖特基势垒的反向抗烧毁能力，测试结果列于表3。
表3技改前后产品的反向特性及抗烧毁能力的比较
工艺内容
项目
技改后
（目前）
技改前
反向漏电流
硬击穿特性曲线，常温漏电流极小，为0.2—0.3mA
典型软击穿曲线，常温漏电流较大，为10mA以上。
肖特基势垒结承受反向击穿电流能力
200mA击穿电流下，特性曲线稳定，不出现漏电流变大，曲线变软以及蠕变沟道、鼓泡、穿通等失效模式。
300—400mA击穿电流下，出现漏电流变大，曲线变软，但当击穿电流下降到200mA时，击穿特性恢复到原始曲线。
小于50mA击穿电流下特征曲线较稳定，不出现蠕变、沟道、穿通等失效模式。
50—130mA击穿电流下特征曲线不稳定，出现穿通失效模式，当出现击穿电流下降，击穿特性不可恢复。
结论
势垒结反向抗烧毁能力已达到国外同类产品质量的先进水平。
势垒结反向抗烧毁能力与国外同类产品质量相差较大。
3．高温反向漏电流的检查
将目前产品2DK1630、技改前的产品2DK13F以及从国外进口封装成的管子SR1630各15支，分别测试了高温反向漏电流，结果为表4、表5。
经查阅，与2DK1630对应的国外同类产品为15CTQ030，其高温（125℃）反向漏电流为70mA，对照表4、表5，结论如下：
1技改后的产品与技改前的产品比较，高温反向漏电流低1—2个
数量级。
2技改后的芯片与从台湾进口的芯片一起封装后，在100℃下测试
高温反向性能已达到国外同类产品的先进水平。
表42DK1630与2DK13F的高温反向漏电流比较（VR=30V）
样品号
2DK1630
2DK13F
IR1
TJ=25℃
mA
IR2
TJ=55℃
mA
IR3
TJ=75℃
mA
IR4
TJ=100℃
mA
IR5
TJ=125℃
mA
IR
100℃
1
1
1
1
4
8
75
2
1
1
1
3
15
75
3
1
1
1
5
26
78
4
1
1
1
3
10
76
5
1
1
1
5
18
73
6
1
1
1
3
3
76
7
1
1
1
5
6
77
8
1
1
1
5
4
74
9
1
1
1
4
6
93
10
1
1
1
4
11
93
11
1
1
1
3
13
92
12
1
1
1
5
20
89
13
1
1
1
1
2
94
14
1
1
1
3
15
95
15
1
1
1
3
3
86
表5台湾芯片封装成SR1630高温反向漏电流（VR=30V）
样品号
SR1630
IR1
TJ=25℃
mA
IR2
TJ=55℃
mA
IR3
TJ=75℃
mA
IR4
TJ=100℃
MA
1
1
1
3
43
2
1
1
2
41
3
1
1
3
43
4
1
1
1
43
5
1
1
5
41
6
1
1
5
38
7
1
1
5
75
8
1
1
5
56
9
1
1
5
115
10
1
1
5
75
11
1
1
6
55
12
1
1
5
63
13
1
1
5
82
14
1
1
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