二極管，是我們耳聞已久的電子器件。根據標準不同，二極管可以分為穩壓二極管、肖特基二極管、光電二極管、貼片二極管等等。高壓肖特基二極管，制造中采用的主要工藝技術有：矽外延襯底、Ｐ＋環技術、勢壘金屬與矽的合金技術，器件采用雙芯片、共陰極，塑料半包封結構。本文將簡述高壓肖特基二極管的特點及工作原理。

高壓肖特基二極管的工作原理

肖特基二極管是貴金屬(金、銀、鋁、鉑等)A為正極，以N型半導體B為負極，利用二者接觸面上形成的勢壘具有整流特性而制成的金屬-半導體器件。因為N型半導體中存在著大量的電子，貴金屬中僅有極少量的自由電子，所以電子便從濃度高的B中向濃度低的A中擴散。顯然，金屬A中沒有空穴，也就不存在空穴自A向B的擴散運動。隨著電子不斷從B擴散到A，B表面電子濃度逐漸降低，表面電中性被破壞，於是就形成勢壘，其電場方向為B→A。但在該電場作用之下，A中的電子也會產生從A→B的漂移運動，從而消弱瞭由於擴散運動而形成的電場。當建立起一定寬度的空間電荷區後，電場引起的電子漂移運動和濃度不同引起的電子擴散運動達到相對的平衡，便形成瞭肖特基勢壘。

肖特基二極管典型的肖特基整流管的內部電路結構是以N型半導體為基片，在上面形成用砷作摻雜劑的N-外延層。陽極使用鉬或鋁等材料制成阻檔層。用二氧化矽(SiO2)來消除邊緣區域的電場，提高管子的耐壓值。N型基片具有很小的通態電阻，其摻雜濃度較H-層要高100%倍。在基片下邊形成N+陰極層，其作用是減小陰極的接觸電阻。通過調整結構參數，N型基片和陽極金屬之間便形成肖特基勢壘，如圖所示。當在肖特基勢壘兩端加上正向偏壓(陽極金屬接電源正極，N型基片接電源負極)時，肖特基勢壘層變窄，其內阻變小;反之，若在肖特基勢壘兩端加上反向偏壓時，肖特基勢壘層則變寬，其內阻變大。

肖特基二極管的特點

優點

1）由於肖特基勢壘高度低於PN結勢壘高度，故其正向導通門限電壓和正向壓降都比PN結二極管低（約低0.2V）。

2）由於SBD是一種多數載流子導電器件，不存在少數載流子壽命和反向恢復問題。SBD的反向恢復時間隻是肖特基勢壘電容的充、放電時間，完全不同於PN結二極管的反向恢復時間。由於SBD的反向恢復電荷非常少，故開關速度非常快，開關損耗也特別小，尤其適合於高頻應用。但是，由於SBD的反向勢壘較薄，並且在其表面極易發生擊穿，所以反向擊穿電壓比較低。由於SBD比PN結二極管更容易受熱擊穿，反向漏電流比PN結二極管大。

3）SBD具有開關頻率高和正向壓降低等優點，但其反向擊穿電壓比較低，大多不高於60V，最高僅約100V，以致於限制瞭其應用范圍。像在開關電源（SMPS）和功率因數校正（PFC）電路中功率開關器件的續流二極管、變壓器次級用100V以上的高頻整流二極管、RCD緩沖器電路中用600V～1.2kV的高速二極管以及PFC升壓用600V二極管等，隻有使用快速恢復外延二極管（FRED）和超快速恢復二極管（UFRD）。UFRD的反向恢復時間Trr也在20ns以上，根本不能滿足像空間站等領域用1MHz～3MHz的SMPS需要。即使是硬開關為100kHz的SMPS，由於UFRD的導通損耗和開關損耗均較大，殼溫很高，需用較大的散熱器，從而使SMPS體積和重量增加，不符合小型化和輕薄化的發展趨勢。因此，發展100V以上的高壓SBD，一直是人們研究的課題和關註的熱點。近幾年，SBD已取得瞭突破性的進展，150V和 200V的高壓SBD已經上市，使用新型材料制作的超過1kV的SBD也研制成功，從而為其應用註入瞭新的生機與活力。

缺點

肖特基二極體最大的缺點是其反向偏壓較低及反向漏電流偏大，像使用矽及金屬為材料的肖特基二極體，其反向偏壓額定耐壓最高隻到 50V，而反向漏電流值為正溫度特性，容易隨著溫度升高而急遽變大，實務設計上需註意其熱失控的隱憂。為瞭避免上述的問題，肖特基二極體實際使用時的反向偏壓都會比其額定值小很多。不過肖特基二極體的技術也已有瞭進步，其反向偏壓的額定值最大可以到200V。