肖特基二极管以其发明者肖特基博士命名，是肖特基势垒二极管(SBD)的缩写。
肖特基二极管的原理和结构
肖特基二极管与其他二极管相比有什么特别之处？
SBD不是利用P型半导体和N型半导体接触形成PN结的原理制成的，而是利用金属和半导体接触形成金属-半导体结的原理制成的。因此，SBD，也称为金属半导体(接触)二极管或表面势垒二极管，是一种热载流子二极管。
典型的肖特基整流器的内部电路结构是基于N型半导体，在其上形成以砷作为掺杂剂的N外延层。阳极由钼或铝制成。二氧化硅(SiO2 _ 2)用于消除边缘区域的电场，提高管道的耐压性。n型衬底通态电阻小，掺杂浓度比H层高100%。在衬底下形成N+阴极层，以降低阴极的接触电阻。通过调整结构参数，在N型衬底和阳极金属之间形成肖特基势垒，如图所示。当正向偏压施加到肖特基势垒的两端时(阳极金属连接到电源的正极，N型衬底连接到电源的负极)， 肖特基势垒层变得更窄，其内阻变得更小。相反，如果反向偏压施加到肖特基势垒的两端，肖特基势垒层变宽，其内阻变大。
肖特基整流器只用一个载流子(电子)传输电荷，势垒外没有多余少数载流子的积累。因此，不存在电荷存储问题(Qrr→0)，显著改善了开关特性。反向恢复时间可以缩短到小于10纳秒。但其反向耐受电压值较低，一般不超过100V V，因此适合在低电压大电流下工作。利用这种低压降的特性，可以提高低压大电流整流(或续流)电路的效率。
肖特基二极管的封装
肖特基二极管分为两种封装形式:引线和表面贴装(SMD)。引线封装肖特基二极管通常用作高频大电流整流二极管、续流二极管或保护二极管。有单管和对管(双二极管)两种封装形式。肖特基对管有三种pin引出方式:共阴极(两管负极相连)、共阳极(两管正极相连)、串联(一个二极管正极与另一个二极管负极相连)。
表面封装肖特基二极管有多种封装形式，如单管型、双管型和三管型，引脚引出方式有~19种。
肖特基二极管的优势
SBD的主要优势包括两个方面:
1)由于肖特基势垒的高度低于PN结势垒，其正向导通和正向压降低于PN结二极管(低0.2V左右)。
2)因为SBD是多数载流子传导器件，所以不存在少数载流子寿命和反向恢复问题。SBD的反向恢复时间只是肖特基势垒电容的充放电时间，与PN结二极管的反向恢复时间完全不同。由于SBD的反向恢复电荷很小，开关速度很快，开关损耗很小，特别适合高频应用。
肖特基二极管的缺点
肖特基二极管的缺点是反向偏置低，反向漏电流高。比如硅和金属制成的肖特基二极管，其额定耐受电压只有50V，而反向漏电流具有正温度特性，随着温度的升高往往会迅速增大。因此，在实际设计中应注意热失控的隐患。为了避免上述问题，实际使用中肖特基二极管的反向偏置电压远小于其额定值。当然，随着工艺技术和肖特基二极管技术的进步，其反向偏置电压的额定值也在提高。
肖特基二极管的重要参数
肖特基二极管应用广泛，尤其是在开关电源中。在不同的应用中，需要考虑不同的因素，不同的器件有不同的性能。因此，在选择肖特基二极管时，需要综合考虑以下参数。
1.开启电压降VF
VF是二极管正向导通时二极管两端的压降，流过二极管的电流越大，VF越大；当二极管温度较高时，VF较小。
2.反向饱和漏电流IR
IR指的是当二极管两端施加反向电压时，流经二极管的电流。肖特基二极管反向漏电流较大，应尽量选择IR较小的二极管。
3.额定电流IF
指二极管长时间运行时，按允许温升换算的平均电流值。
4.浪涌电流IFSM
允许流动的过量正向电流。不是正常电流，是瞬时电流，相当大。
5.反向峰值电压VRM
即使没有反向电流，只要反向电压不断升高，二极管迟早会损坏。可以加的反向电压不是瞬时电压，而是重复的正负电压。因为交流电压施加于整流器，所以其值是一个重要因素。反向峰值电压VRM指的是可以施加以避免击穿的反向电压。目前肖特基的VRM值为150V V。
6.DC反向电压VR
反向峰值电压是重复施加的峰值电压，VR是连续施加DC电压时的值。对于DC电路，DC反向电压对确定允许值和上限值非常重要。
7.工作频率fM
由于PN结的结电容，当工作频率超过一定值时，其单向导通性会变差。肖特基二极管的fM值很高，可以达到100GHz。
8.反向恢复时间Trr
当工作电压由直流电压变为反向电压时，二极管工作的理想情况是能瞬间切断电流。其实一般需要一点时间。决定电流切断延迟的量是反向恢复时间。虽然直接影响二极管的开关速度，但不一定代表这个值小。也就是说，当二极管突然从导通状态反向时，反向电流从大IR衰减到近IR。当大功率开关管工作在高频开关状态时，这个指标非常重要。
9.耗散功率p
当电流流过二极管时，它会吸收热量并提高其温度。实际上，外部散热对p也有很大影响，具体来说，二极管两端的电压乘以流过的电流和反向恢复损耗。
肖特基二极管在开关电源中的应用
开关电源由高频变压器、高频电容、高背压大功率晶体管、功率整流二极管、控制IC等主要元件组成。次级整流二极管作为耗能元件，损耗高(约占功耗的30%)，发热量大。它的选择对于电源的整体效率和可靠性是一个非常关键的因素，这就要求整流二极管在高速大电流工作条件下，应具有正向压降VF小、反向漏电流IR小、恢复时间Trr短的特性。
肖特基二极管是低压大电流高频整流的最佳选择(此时由于其反向耐压低)，常用作5V、12V、15V的整流输出管。(比如电脑电源的+5V输出多采用SR3040，+12V输出采用SR1660)。此外，肖特基二极管的正向压降VF和结温TJ呈现负温度系数，因此用其制成的开关电源具有高效率、低温升、低噪声和高可靠性。
以下是具体应用中应该注意的问题:1。肖特基二极管的选择应根据开关电源的电压VO、电流IO、散热、负载、安装要求和要求的温升来确定。
一般的设计，要留一定的余量。比如VR只使用其额定值的80%以下(特殊情况下可以控制在50%以下)，IF使用其额定值的40%以下。
在单端反激式开关电源中，假设一个乘积:输入电压VIMAX=350VDC，输出电压VO=5V，电流IO=1A。如图所示。
根据计算公式，整流二极管的反向电压VR和正向电流IF需要满足以下条件:
VR≥2VI×NS/NP
IF≥2IO/(最大1θ)
其中包括:
NS/NP是变压器的次级和初级匝数比。
θMAX为占空比。
假设NS/NP=1/20，θMAX=0.35。
则VR≥2×350/20=35(V)
IF≥2×1/(1-0.35)=3(A)
这样我们可以参考SR340或者1N5822。如果产品是风扇冷却的，管道可以保持较小的余量。TO220和TO3P封装的管子可以是全封装的，也可以是半封装的，要根据具体情况来选择。
半封装管的散热比全封装管好，但要注意它的散热器是和中间引脚连接的。
如果负载是容性的，建议再留出20%的余量。
注意功率肖特基二极管的散热和安装形式，明确产品是自然冷却还是风扇冷却，将灯管安装在容易通风散热的地方，提高产品的可靠性。应在TO-220和TO-3P管道和散热器之间添加导热硅脂，以确保管道和散热器之间的良好接触。DO-41和DO-201AD包装管可垂直安装、水平安装和架空安装，根据实际情况确定。
2.肖特基二极管RC补偿网络的正确选择——RC缓冲器由于高频变压器的漏电感与管的结电容在关断时形成谐振电路，可导致瞬时过电压振荡。因此，需要在电源输出中设置RC缓冲器，以保护管道的安全。此外，RC网络还可以降低输出噪声，减少管道的热量消耗，提高产品的效率和可靠性。如上图所示。
缓冲器的选择原则是使缓冲器有效，损失最小。以下是参考公式。
R=√(Li/Cj)/n
式中:Li为变压器漏电感(μH)
CJ是电子管的结电容(PF)。
n是原边和副边的匝数比(NP/NS)
电容c可以从0.01到0.1μF任意取值，具体数值已经通过实验确定。
对于VO=5V，r = 5.1ω，可以选择0.5w和c = 0.01μ f。
尽量选择IR小的肖特基二极管。
IR小的灯管热耗低，同样情况下，应选择IR小的灯管。
PCB设计时，灯管和散热器应尽可能远离电解电容等热敏器件。从而延长产品的使用寿命。
焊管的焊垫要足够大，焊接要牢固，以免热应力脱焊。
肖特基二极管一旦选定，就要在产品输入输出不良的情况下，通过模拟实验测量其温升和工作波形，确保各项指标不超过其极限参数。