Nexperia | 為什么說溝槽肖特基整流二極管是理想選擇？

對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)而言，人們總是盡可能地采用最理想的解決方案來達(dá)到最高效的設(shè)計(jì)。與平面整流二極管相比，溝槽肖特基整流二極管讓我們與理想的解決方案更近一步。
為了追求更高效的設(shè)計(jì)，我們會(huì)持續(xù)地優(yōu)化我們的電子系統(tǒng)。對(duì)于許多系統(tǒng)級(jí)電路，尤其是電源轉(zhuǎn)換電路，平面肖特基勢(shì)壘二極管一直是傳統(tǒng)的主流設(shè)計(jì)方案， 但平面肖特基二極管需要在正向壓降和漏電流等關(guān)鍵性能指標(biāo)方面做出權(quán)衡。同樣，在電磁敏感的應(yīng)用中，傳統(tǒng)的肖特基勢(shì)壘二極管也不是理想的無損和瞬時(shí)整流解決方案。
理想的整流二極管理想的整流二極管應(yīng)具有低正向壓降、高反向阻斷電壓、零漏電流和低寄生電容。但在實(shí)際應(yīng)用中要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，就必須在這些參數(shù)間做出取舍。
例如，采用某些金屬可以使金屬-半導(dǎo)體界面上的正向壓降做到最小化，但必須以較高的反向泄漏電流為代價(jià)。或者，如果使漂移區(qū)變寬以獲得更高的反向阻斷電壓，那么跨在肖特基結(jié)的低正向壓降的優(yōu)勢(shì)可能會(huì)減弱、甚至消失，這也是為什么肖特基整流二極管的反向阻斷電壓通常限制在200V以下。在硅上刻蝕溝槽因此，在不增加反向泄漏電流的情況下提升反向阻斷電壓是目前平面肖特基整流二極管設(shè)計(jì)所面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。平面肖特基的局限性在于等電位的勢(shì)壘線傾向于聚集在金屬電極附近而不是襯底，當(dāng)在表面附近超過臨界電場(chǎng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致較早地?fù)舸?。而通過將trench溝槽蝕刻到硅中并填充導(dǎo)電的多晶硅，可有效地耗盡反向漂移區(qū)內(nèi)的漂移電子，并使漂移區(qū)電場(chǎng)均勻分布。

△ 平面肖特基整流器（左）和溝槽肖特基整流器（右）的反向等勢(shì)線
這意味著Trench 溝槽肖特基整流二極管系列在VF和IR之間實(shí)現(xiàn)了很好的平衡。與平面肖特基二極管相比，溝槽肖特基器件具有更寬的安全工作范圍（SOA）。由于對(duì)熱沖擊的穩(wěn)健性，這使得它們?cè)诃h(huán)境溫度較高的應(yīng)用中成為理想選擇。
與平面肖特基二極管相比，溝槽肖特基整流電路中的額外RC提供了另一個(gè)好處，它提供了更好的電磁兼容性，因此溝槽整流二極管更適合于電磁敏感的應(yīng)用領(lǐng)域。

△ 溝槽肖特基二極管與平面肖特基二極管反向恢復(fù)特性的比較
與平面肖特基二極管相比，溝槽肖特基二極管的Qrr要小得多。當(dāng)在開關(guān)模式轉(zhuǎn)換電路中使用時(shí)，這導(dǎo)致較低的開關(guān)損耗。EMI測(cè)量表明，溝槽肖特基的反向恢復(fù)“振鈴”并不影響電磁發(fā)射水平?？傊?，溝槽肖特基整流二極管是首選通過將肖特基與Trench技術(shù)相結(jié)合，最新的Trench肖特基整流二極管帶來了許多性能優(yōu)勢(shì)。溝槽肖特基二極管在正向壓降和漏電流之間提供了更好的平衡。它們還具有出色的EMC性能以及對(duì)熱沖擊效應(yīng)的穩(wěn)健性。
只有在考慮寄生電容時(shí)，設(shè)計(jì)者才需要注意——通常，單位面積下，溝槽肖特基整流二極管的總寄生電容高于平面整流二極管。因此，如果在具有較高的開關(guān)損耗的系統(tǒng)應(yīng)用中，需要更低電容的整流管，平面肖特基是更好的選擇。然而，在大多數(shù)損耗是由于正向壓降或漏電流引起的應(yīng)用中，溝槽整流二極管無疑是更棒的選擇。

審核編輯黃宇