从公式推导看,为什么不建议肖特基并联使用
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在这篇文章中,小编将通过公式推导的方式告诉大家为什么不建议肖特基并联使用。如果你对本文即将要讲解的内容存在一定兴趣,不妨继续往下阅读哦。
一、肖特基二极管结构
肖特基二极管,利用金属-半导体(M-S)接触特性制成,有点接触型和面结合型两种管芯结构。肖特基势垒二极管利用金属-半导体(M-S)接触特性制成,由于金属-半导体接触的电流运输主要是依靠多数载流子(电子),其电子迁移率高,且M-S结可以在亚微米尺度上精确制造加工,使得肖特基势垒二极管能运用到亚毫米波、太赫兹波频段。肖特基势垒二极管有两种管芯结构:点接触型和面结合型,如下图所示。点接触型管芯用一根金属丝压接在N型半导体外延层表面上形成金半接触。面结合型管芯先要在N型半导体外延层表面上生成二氧化硅保护层,再用光刻的办法腐蚀出一个小孔,暴露出N型半导体外延层表面,淀积一层金属膜(一般采用金属泪或钛,称为势垒金属)形成金半接触,再蒸馏或电镀一层金属(金、银等)构成电极。
二、为什么不建议肖特基并联使用
由半导体物理理论可以导出,在静态条件下,二极管的电流与电压的非线性关系为:
式中I为二极管电流,Is为二极管反向饱和电流,Is一般取8~10uA,Is随温度升高而增大,V是作用于二极管两端的电压, VT为PN结的温度电压当量,在室温条件下VT=26mV。假设一般肖特基二极管导通压降为0.4V,并联二极管由于制造工艺和其他因素,造成正向导通压降存在0.1%的误差, 则两只肖特基二极管正向导通压降分别为0.4V和0.401V,此时假设IS仅为2uA,则由式(1)得出:
由计算结果可知,肖特基二极管并联无法实现均流,考虑到肖特基二极管最主要缺点是反向漏电流,漏电流随温度和反向电压的增加而增加,IS会指数级增大。同时由于肖特基二极管的负温度系数会导致正反馈,最终会使一个肖特基重载,一个肖特基轻载,若设计不合理,会导致重载的肖特基温度过高,从而容易引发系统失效。
备注:所谓的不建议肖特基并联使用是指在单个肖特基不能满足系统需要的情况下,不能使用两个同种规格的肖特基并联,若系统在仅仅使用一个肖特基时就已经满足需要,此时再并联一个同样规格的肖特基效果自然更好。比如,输入12V,输出5V/2.4A时,使用一个SMA封装的SS54不能满足要求(封装太小,温度太高,长时间工作容易失效),使用两个SMA封装的SS54并联,就可能会出现上述不良情况。这种情况下,使用一个SMC封装的SS54的可以满足要求。而对于使用一个SMC的SS54已经能够满足要求的条件下,若再并联一个SMC封装的SS54,效果肯定优于一个SMC封装的SS54。
以上便是小编此次想要和大家共同分享的内容,如果你对本文内容感到满意,不妨持续关注我们网站哟。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!