在电源系统设计中，肖特基二极管凭借独特的金属-半导体结结构，成为提升能效的关键元件。本文将深入探讨其低导通损耗、快速开关等核心优势及其在整流、保护等场景的应用逻辑。
肖特基二极管的工作原理
与普通PN结二极管不同，肖特基二极管采用金属与半导体直接接触的结构。这种设计消除了载流子复合过程，使其具备两大先天特性：
– 导通压降低：正向导通时电压降通常显著低于硅二极管，直接减少导通损耗。(来源：IEEE电力电子期刊)
– 反向恢复时间短：电荷存储效应极小，切换速度可达纳秒级，适用于高频电路。
这种物理特性使其在开关电源等场景中具备天然优势。
电源设计中的高效优势
低导通损耗优化能效
当电流流经二极管时，导通压降直接决定功率损耗。肖特基二极管在此环节表现突出：
– 同等电流下，其压降比硅二极管低约30%-50%，显著降低发热量；
– 在低压大电流场景（如5V输出电源），能效提升尤为明显。
快速开关降低动态损耗
反向恢复特性是影响高频电源效率的关键：
– 传统二极管关断时存在”拖尾电流”，导致瞬间功率损耗；
– 肖特基二极管几乎无恢复时间，特别适合高频开关电源的整流环节。
热管理设计简化
低导通损耗带来连锁效益：
– 减少散热片体积，优化PCB布局空间；
– 降低系统温升，提升整体可靠性。
典型应用场景解析
开关电源输出整流
在DC-DC转换器输出级，利用其低导通压降特性：
– 同步整流拓扑中作续流二极管；
– 提升低压大电流输出的整体效率。
电源保护电路
快速响应能力使其适用于：
– 输入反接保护，防止反向电流损坏电路；
– 瞬态电压抑制（TVS）的配合器件。
低压差稳压电路
在LDO稳压器中：
– 作为旁路二极管防止反向电流；
– 降低输入/输出压差要求。
