分立器件通用技术介绍..doc

分离器件通用技术介绍 图解半导体制程概论（3） ????????????????????????????????????????????????????????????????????? 第四章??? 分立器件 ?二极管的种类及其用法 ??? 二极管是一种具有1个PN接合的2个端子的器件。具有按照外加电压的方向，使电流流动或不流动的性质。 ??? 二极管的基本特性??? 利用PN接合的少数载子的注入和扩散现象，只能一个方向（正向）上流通电流。如果在PN接合二极管的N型半导体加上负压、在P型半导体加上正电压，就可使电流流通。我们将该电流的流动方向叫做正向。如果外加正、负压与上述反方向的电压，则几乎不会流通电流。我们将该方向叫做反向。如果提高PN接合二极管的反向电压，则电流在某个电压值会急剧增加。我们将该电流叫做击穿电流。此时的电压值对电流而言基本上为定值。 ??? 二极管的特性曲线和图形记号、结构??? 下图表示二极管的特性曲线和图形记号、结构图。 二极管的特性曲线 二极管的图形记号、结构 ???? 二极管的种类和应用 ??? 1）一般整流二极管 ??? 二极管在一般的应用上，有利用电流只在一个方向上流通的功能的交流电压主的整流电路。 ??? 2)齐纳二极管（Zener Diode） ??? 利用PN接合二极管的反向击穿电压的即为齐纳二极管（恒定电压二极管）。由于该电压对于电流来说基本上为定值，因此用于恒定电压调节器的基准电压源或浪涌电压（异常电压）吸收等用途。 ??? 3）其它二极管??? ?．进一步提高一般二极管的开关特性的高速恢复二极管（FRD）； ．?接合金属和半导体来替代PN接合的肖特基势垒二极管（Schottky barrier diode）； ．?变容二极管、混合二极管、夹在真性半导体的I层中的PIN二极管等高频用二极管。 ??? 二极管的封装 ??? 1）单体??? 在一个封装中装一个器件的类型，使用最多。 ??? 2）中心抽头??? 用于一个封装内组装两个器件，且使用带有中心抽头的双绕线变压器的全波整流电路等。 ??? 3）串联??? 指两个二极管在内部串联，用于半波倍电压整流电路等。 ??? 4）桥式连接??? 如图所示，指装有四个二极管，用于将交流作全波整流时。 整流二极管的各种连接 二极管的各种封装 大电流整二极管的外观 ????? 高速开关二极管 ??? 可以改善二极管的反向恢复特性，实现高速开关的二极管。用于在较高开关频率下动作的反相器、开关整流器的还流二极管、整流二极管。同时正向损失也可降低。 ??? 特? 征??? ?PN接合二极管由于利用了少数载子，因此导电调制效果虽然可以降低正向电压，但少数载子所带有的反向恢复特性会阻碍高速切换。FRD和HED虽然都是PN接合二极管的一咱，但是将白金等重金属加入Si单结晶中，增加电子和空穴的再结合中心，能迅速消灭关断后的少数载子。同时，肖特基势垒二极管主要是由多数载子在运动，因此不会出现反向恢复特性。因此，运行也更快速。 ??? 反向恢复特性??? ?PN接合二极管在正向电流的状态下突然施加反向电压的话，应付以在瞬间有较大的反向电流流通。这是因为从PN接合注入的少数载子反向移动，而该电流将流通直到少数载子流出或消灭为止。高速开关二极管用于缩短反向电流变为零为止的时间（反向恢复时间：trr）、改善反向电流波形的平滑性。 外加反向恢复电压时的少数载子的动作 反向恢复电流波形 ??? 种 类 ??? 1）高速恢复二极管（FRD：Fast Recovery Diode）??? 高速恢复二极管在结构上和一般整流二极管基本相同，但它是一种有白金、金等掺杂物质扩散在Si结晶中，增加了电子和空穴的再结合中心，关闭后少数载子会立刻被消灭的二极管。因此可以提高二极管的反向恢复特性（反向恢复时间：trr），实现高速动作。 ??? 2）高效二极管（HED：High Efficiency Diode）??? ?高效二极管比上述FRD速度更快，损失更低（正向电压较低），因此它使用外延晶圆，在利用导电调制效果（参考PIN二极管）来降低正向电阻的同时，通过追加重金属扩散，能在不损坏正向特性的情况下，提高反向恢复特性。HED用于比FRD更为高速的开关电路。 ??? 3）肖特基势垒二极管（SBD：Schottky Barrier Diode）??? 真空能量等级和传导带等级的能量的差（称为电子亲和力）是利用金属和半导体的不同，根据和PN接合不同的原理，通过改变外加电压的方向来控制电流开合的。它和利用少数载子扩散电流的PN接合不同，主要是利用多数载子的漂移电流，因此可以实现高速开关。肖特基势垒二极管和PN接合二极管相比反向电流较大，因此在高压下使用时容易