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肖特基二极管Schottky Diode 是一种基于金属-半导体结肖特基势垒的二极管其核心特性是低正向压降Vf≈0.3V和超快开关速度。 结构特点阳极采用金属如铂、钼阴极采用N型半导体如硅、碳化硅。 核心公式 正向压降Vf 金属功函数差 - 半导体电子亲和能 二、肖特基二极管的核心作用 低功耗整流 适用于低压大电流场景如5V/10A电源减少导通损耗 P_loss Vf × If如Vf0.3VIf10A → P_loss3W。 高频开关 反向恢复时间Trr极短10ns适合高频开关电源如DC-DC转换器。 电压钳位 防止电压反向冲击如USB接口的反接保护。 续流保护 在开关电路中吸收感性负载的反电动势如电机驱动电路。 三、肖特基二极管的典型应用
1. 开关电源续流二极管 应用场景Buck/Boost转换器的同步整流。 作用MOSFET关断时二极管为电感提供续流通路避免电压尖峰。
2. 低压差线性稳压器LDO 应用场景防止输入电压反接损坏LDO芯片。 选型要点Vf需尽量低如SS34Vf0.5V3A。
3. 高频信号检波 应用场景射频信号解调如AM收音机。 优势高频损耗小结电容Cj≈10pF。 四、肖特基二极管选型的关键参数
参数定义与选型规则示例正向电流If最大连续正向电流需≥1.5倍实际电流负载电流5A → 选If≥7.5A的SS56反向电压Vr最大反向耐受电压需≥1.2倍系统峰值电压系统峰值电压30V → 选Vr≥40V的1N5822正向压降Vf导通时的电压损耗越低越好SS14Vf0.5V1AMBR0540Vf0.3V0.5A反向漏电流Ir反向偏置时的漏电流高温下显著增加25℃时Ir1mA100℃时可能升至50mA结电容Cj影响高频性能高频场景需Cj10pFBAT54SCj≈4pF 五、选型注意事项
1. 热管理 热阻计算 Tj Ta (P_loss × Rθja) Ta环境温度Rθja结到环境热阻 示例Ta50℃P_loss3WRθja50℃/W → Tj503×50200℃需选Tj_max≥200℃的型号。
2. 反向漏电流控制 高温影响Ir随温度指数增长高温场景需选低Ir型号如碳化硅肖特基二极管。
3. 高频性能优化 布局要点 缩短二极管引脚长度减小寄生电感。 并联0.1μF电容抑制高频噪声。
4. 封装选择 小电流场景SOD-123如BAT54。 大电流场景TO-220如MBR20100CT。 六、主流厂商及型号推荐
厂商典型型号关键参数适用场景VishaySS34If3AVr40VVf0.5V通用低压整流ON SemiMBRB1545CTGIf15AVr45VVf0.6V大电流开关电源STMicroSTPS2H100AIf2AVr100VVf0.85V高反向电压场景RohmRB168LAM-40If1AVr40VCj4pF高频信号处理 七、常见问题与解决方案 二极管过热烧毁 原因电流超限或散热不足。 解决选更高If的型号增加散热片或优化PCB铜箔面积。 系统效率低下 原因Vf过高导致损耗大。 解决换用Vf更低的碳化硅肖特基二极管如Cree C3D02060。 高频噪声干扰 原因寄生电感引发振铃。 解决缩短走线长度并联RC缓冲电路。 八、总结
肖特基二极管选型需兼顾效率、热性能与频率特性 低压大电流优先低Vf型号如SS34。 高频应用选择低Cj、快恢复型号如BAT54。 高温环境关注Ir与热阻参数必要时采用碳化硅材料。
设计箴言 “低压选肖特基高频快恢复 热阻要算清漏电流莫轻忽。” 注实际设计需结合数据手册与实测验证本文参数为典型值参考。
