工作原因，很久沒有發(fā)帖了。最近下班回家，回顧了一下當(dāng)年的課本《半導(dǎo)體功率器件》一書，略有體會，借此機會，和大家一起學(xué)習(xí)討論一下。在這里首先看看相對簡單的二極管，后續(xù)如有機會，繼續(xù)討論BJT，MOSFET。
1. 該貼期望以樓主自問自達(dá)或者你問我答的形式進行（樓主學(xué)識經(jīng)驗不足，答不上來的大家一起討論，答錯了的懇求各位指正）
2. 該貼旨在讓經(jīng)驗型的電源工程師從理論上上更了解器件機理，讓學(xué)院派接觸到實際設(shè)計中需要考慮的問題。
先談?wù)劦谝粋€問題：
從根本上說，肖特基二極管和快恢復(fù)二極管在物理結(jié)構(gòu)上是不一樣的。肖特基二極管的陽極是金屬，陰極是N型半導(dǎo)體；快恢復(fù)二極管基本結(jié)構(gòu)仍然是普通的PIN二極管，即陰陽極分別為N和P型半導(dǎo)體。物理結(jié)構(gòu)決定了兩者的電特性。
1. 耐壓較低（通常150V以下），同等耐壓，相同電流下，肖特基二極管的正向壓降低于快恢復(fù)二極管。
看圖，同樣耐壓50V的SS15和ES1A在1A下，SS15的Vf約0.65V，ES1A的Vf約0.85V。
2. 肖特基二極管載流子只有電子，數(shù)多子器件理論上沒有反向恢復(fù)時間，而快恢復(fù)二極管本質(zhì)上和PIN二極管一樣，是少子器件的反向恢復(fù)時間通常在幾十到幾百ns。具體什么是反向恢復(fù)，在2貼的問題2中將詳細(xì)討論。
3. 額定反向耐壓下，快恢復(fù)二極管的反向漏電流較小，通常在幾uA到幾十uA；肖特基二極管的反向漏電流則通常達(dá)到幾百uA到幾十mA，且隨溫度升高急劇增大。
大家繼續(xù)補充。
支持樓主，還有個成本區(qū)別。順便加幾個問題進去。
同樣電流的肖特基和快恢復(fù)，里面的晶圓尺寸區(qū)別大嗎？
為什么有的二極管溫度有的是150℃，有的175℃，有的125℃？廠家通過什么方面區(qū)別。
第二個問題，反向恢復(fù)時間是怎么回事？
反向恢復(fù)時間基本的定義是：二極管從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換成關(guān)斷狀態(tài)所需的時間。
從定義可以看出，二極管導(dǎo)通狀態(tài)下突然施加一個反偏電壓，它是不能馬上截止的。我們從根本上來看看這是為什么。
上面這個圖就是我們最常用的PN結(jié)二極管最基本結(jié)構(gòu)。其中重?fù)诫s的P型半導(dǎo)體作為陽極，重?fù)诫s的N型半導(dǎo)體作為陰極，為了承受更高的反向耐壓，中間有一段較長的區(qū)域為接近本征半導(dǎo)體的輕摻雜N型區(qū)域。
PN結(jié)加正偏電壓時，在電場作用下，P區(qū)的空穴向N區(qū)擴散，N區(qū)的電子向P區(qū)擴散，于是形成正向電流。對于P區(qū)而言，N區(qū)過來的電子是少子，同樣對于N區(qū)而言，P區(qū)過來的空穴也是少子。因此，PN結(jié)二極管實際上是通過少子來傳送電流的，即少子器件。
可見，在正向?qū)ǖ臅r候，P區(qū)存在大量電子，N區(qū)存在大量空穴。
肖特基的耐壓通常最高做到200V（但是臺灣的竹懋和PFC品牌據(jù)說可以做到300V，而且VF值只有0.3幾）其實肖特基的反向恢復(fù)時間快，無非就是它的芯片做的非常?。娏鞲A面積大小有關(guān)，耐壓根晶圓厚度有關(guān)），通俗一點講是A到B之間的距離較短。而超快恢復(fù)（SF,MUR,ER系列）的耐壓可以做到600V，快恢復(fù)（FR,HER,RS系列）的耐壓可以做到1000V
并不是肖特基的耐壓最高只能做到200V，而是因為硅材料的肖特基二極管，耐壓做到200V以上時，Vf相對于快恢復(fù)沒有優(yōu)勢，并且反向漏電流非常大。
耐壓300V，Vf 0.3V的肖特基二極管沒有聽說過，理論上是不太可能的。
肖特基沒有反向恢復(fù)，是因為載流子全部為電子，沒有抽取少子所需的時間。
下面以CCM的boost為例，結(jié)合仿真來分析一下二極管的反向恢復(fù)問題。
仿真參數(shù)如圖所示，下面給出穩(wěn)態(tài)下一個周期的仿真結(jié)果圖：
其中V002為MOSFET的Vgs，V(N003,N002)為二極管的Vka，Id（M1）為MOSFET的漏極電流，I（D1）為二極管的陽極流入電流。
當(dāng)新的開關(guān)周期到來，MOSFET驅(qū)動電壓上升，電感電流開始從MOSFET流過，由于電感電流在短時間內(nèi)基本不變，因此二極管開始流過的電流開始減小。二極管電流減小到0的時刻即為反向恢復(fù)開始的時刻。
由于二極管內(nèi)部存儲的少子導(dǎo)致二極管不能阻斷電流，隨著MOSFET驅(qū)動電壓的上升，MOSFET DS之間回路阻抗降低，二極管開始反向流過電流，即少子一反相電流的形式被抽取，直到MOSFET DS之間電壓開始下降（開始進入米勒平臺），即二極管開始電壓開始反偏時，反向電流達(dá)到最大值。
此后，反向電流開始減小，二極管反偏電壓開始升高，直到MOSFET Vds下降到0，二極管承受全部的反向電壓。
從仿真圖可以看出，反向恢復(fù)過程中，二極管流過較大的反向電流同時承受了較大的反向電壓，因此造成了很大的反向恢復(fù)損耗。在CCM PFC中，為了降低這個損耗，通常的超快恢復(fù)二極管（標(biāo)稱反向恢復(fù)時間十幾到幾十ns）仍然差強人意，需要用到SiC二極管。常用的SiC二極管通常是肖特基結(jié)構(gòu)，反向恢復(fù)時間遠(yuǎn)低于PIN二極管。
