肖特基二極管——開(kāi)關(guān)電源中的整流高手

在電源特別是高頻開(kāi)關(guān)電源中，肖特基二極管是不可缺少的整流高手，幾乎每個(gè)電源設(shè)計(jì)工程師都不可避免要接觸肖特基二極管。肖特基二極管是由金屬與半導(dǎo)體接觸形成的勢(shì)壘層為基礎(chǔ)制成的二極管，也可稱為肖特基勢(shì)壘二極管，屬于金屬半導(dǎo)體結(jié)型二極管。作為一種低功耗、超高速半導(dǎo)體器件，其主要特點(diǎn)是正向?qū)▔航敌?，反向恢?fù)時(shí)間短和開(kāi)關(guān)損耗小，因此廣泛應(yīng)用在變頻器、開(kāi)關(guān)電源、模塊電源、驅(qū)動(dòng)電路等場(chǎng)合，作為整流二極管、保護(hù)二極管、續(xù)流二極管等領(lǐng)域，在微波通信等電路中亦可作為整流二極管、小信號(hào)檢波二極管使用。

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，肖特基二極管技術(shù)也在不斷演進(jìn)，由于肖特基二極管的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)使其適合于在低壓、大電流輸出等場(chǎng)合用作高頻整流，這就使得肖特基二極管特別適合現(xiàn)在主流的開(kāi)關(guān)電源中的整流功能。除此之外，它在高頻率下用于檢波和混頻，在高速邏輯電路中用作箝位，此外在IC中也常使用肖特基二極管。

開(kāi)關(guān)電源由于體積小，重量輕，效率高，幾乎在所有電子設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。其中小巧輕薄的趨勢(shì)要求肖特基二極管的尺寸也盡可能壓縮到極致。另一方面開(kāi)關(guān)電源同時(shí)要求向低噪音和低能耗方向發(fā)展，這就對(duì)肖特基二極管的各類參數(shù)提出更高的要求。在肖特基二極管的選型中，主要考慮導(dǎo)通壓降、反向飽和漏電流、額定電流、最大浪涌電流、最大反向峰值電壓、最大直流反向電壓、最高工作頻率、反向恢復(fù)時(shí)間、最大耗散功率等參數(shù)。

 這一年來(lái)的疫情，促使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器市場(chǎng)迎來(lái)前所未有的機(jī)遇，而碳中和戰(zhàn)略的推進(jìn)則更加速了對(duì)電源系統(tǒng)更小體積和更低功耗的追求。另一方面，傳統(tǒng)的服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等工業(yè)設(shè)備越來(lái)越多的向著48V供電系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，從而能夠更好地降低系統(tǒng)損耗。這就對(duì)傳統(tǒng)的肖特基二極管提出了全新的挑戰(zhàn)。越來(lái)越多的新產(chǎn)品需要在滿足小尺寸和低功耗的同時(shí)，適應(yīng)48V系統(tǒng)的應(yīng)用要求，比如東芝發(fā)布的60V肖特基勢(shì)壘二極管CUHS15F60及CUHS20F60系列產(chǎn)品，具有低正向電壓并側(cè)重于正向電壓和反向電流之間的平衡應(yīng)用需要。新產(chǎn)品采用了US2H封裝在實(shí)現(xiàn)體積更?。?.5 mm×1.4 mm×0.6 mm（典型值））的前提下，還具有低熱阻的特性，小巧緊湊型貼片式封裝適宜高密度電路板裝配的封裝可滿足市場(chǎng)對(duì)更小、更薄器件的需求。

圖1 應(yīng)用電路示例

圖2 新舊產(chǎn)品的特性曲線對(duì)比

新產(chǎn)品CUHS20F60擁有0.41V^[1]的低正向電壓（典型值）比現(xiàn)型號(hào)CUHS10F60還要低約27％，低正向電壓有助于電源效率的提高，并有助于提高導(dǎo)通狀態(tài)下的效率，非常適合在服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及工業(yè)設(shè)備的電源中進(jìn)行整流和防反向電流等電路功能。雖然CUHS20F60采用了新的封裝工藝降低了器件尺寸并減少了電路板上的裝配尺寸，但同時(shí)還確保了該產(chǎn)品具有優(yōu)秀的散熱功能，易于系統(tǒng)的散熱設(shè)計(jì)。

由于市場(chǎng)所需的電源性能隨輸出電壓、輸出電流和工作頻率的不同而相應(yīng)的不同，需要根據(jù)不同的使用條件來(lái)選擇用于整流電流的SBD。因此除了上述兩款低正向電壓的產(chǎn)品，東芝半導(dǎo)體還特別針對(duì)超低正向電壓需求應(yīng)用提供兩個(gè)新的型號(hào)CUHS15S60和CUHS20S60，確保用戶根據(jù)實(shí)際需要，有更多產(chǎn)品可供選擇。

東芝半導(dǎo)體作為全球功率器件的領(lǐng)導(dǎo)者，緊跟客戶的設(shè)計(jì)新需求，提供高性能高能效且具有超小尺寸的肖特基二極管，滿足客戶的不同設(shè)計(jì)需要，幫助客戶共同構(gòu)建高能效且輕薄小巧的電源系統(tǒng)。