什么是肖特基二极管？它起什么作用？

肖特基二极管，又称肖特基势垒二极管（简称 SBD），它属一种低功耗、超高速半导体器件。最显著的特点为反向恢复时间极短（可以小到几纳秒），正向导通压降仅0.4V左右。其多用作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管，也有用在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。在通信电源、变频器等中比较常见。

一个典型的应用，是在双极型晶体管 BJT 的开关电路里面, 通过在 BJT 上连接 Shockley 二极管来箝位，使得晶体管在导通状态时其实处于很接近截止状态，从而提高晶体管的开关速度。这种方法是 74LS，74ALS，74AS 等典型数字 IC 的 TTL内部电路中使用的技术。

肖特基二极管的最大特点是正向压降 VF 比较小。在同样电流的情况下，它的正向压降要小许多。另外它的恢复时间短。它也有一些缺点：耐压比较低，漏电流稍大些。选用时要全面考虑。

低功耗与高性能、高集成度、低成本一起，一直是各大半导体厂商追逐的目标，特别是微控制器（MCU）这样的智能芯片，每次发布的新器件，其功耗总是在逐步递减。但是随着物联网和可穿戴设备的“疯狂入侵”，循序渐进式的功耗优化已经不再是超低功耗MCU的游戏规则，而是“突飞猛进”模式，与功耗相关的很多指标（如ULPBench得分）都不断刷新记录，而记录的保持者往往只能“笑傲江湖”几个月甚至几天，就被竞争者KO。

总地来说，厂商们都是在内核架构、多种工作模式和休眠模式、优化的外围设备（如ADC）及其时钟需求、多样的电源范围这些方面进行重点研究，以降低功耗。

本文以意法半导体（ST）STM32L4、爱特梅尔（Atmel） SAML21J18A、德州仪器（TI） SimpleLink C26xx以及基于 Cortex-M4F的MSP432、恩智浦（NXP） LPC54102以及在中国名不见经传的Ambiq Micro Apollo系列为例，看看它们的低功耗究竟是怎样炼成的！

1.意法半导体STM32L4系列（STM32L476）

低功耗性能：动态运行功耗低至100 μA/MHz关闭时最低电流为30 nA，唤醒时间：为5 μs

ULPBench得分：123.5

内核：80 MHz ARM Cortex-M4核+DSP+浮点运算单元 （FPU）

CoreMark/MHz：3.42

低功耗原因：ART加速、Flash零等待执行、动态电压调节、FlexPowerControl智能架构，7种电源管理模式（运行、低功耗运行、睡眠、低功耗睡眠、停止1、停止2、待机、关闭）。还有ST的Batch Acquisition Mode（BAM），其允许在低功耗模式下与通信接口足够的数据交换。FlexPowerControl是在低功耗模式时保持SRAM待机，为特定外设和I/O管理独立电源。

工作模式功耗分解：

动态运行功耗： 低至100 μA/MHz

超低功耗模式： 30 nA 有后备寄存器而不需要实时时钟（5个唤醒引脚）

超低功耗模式+RTC： 330 nA 有后备寄存器 （5个唤醒引脚）

超低功耗模式+32 KB RAM： 360 nA

超低功耗模式+32 KB RAM+RTC： 660 nA。

软件：

意法半导体公司为开发者提供STM32 Cube MX功率模拟器，来估算所使用的意法MCU 在执行代码时的功率。

ULPBench测试环境：STM32 Nucleo

2.Atmel SAML21系列（SAML21J18A-UES）

低功耗性能：只消耗35 mA/MHz，睡眠模式下只有200 nA

ULPBench得分：185.8

内核：ARM Cortex-M0+

低功耗原因：5种不同的电量范围使用不同的资源，以提高能效分别为CPU和外围设备创建一个IRQ线索，以实现分层中断。其他原因还包括以下几点：

空闲、待机、备用、睡眠模式

sleepwalking接口

静态和动态功率门控结构

后备电池支持

两种性能水平

Embedded buck/LDO稳压器支持实时动态的选择

低功耗接口。

ULPBench测试环境：SAML21 Xplained Rev2

分三种：

（1）B：Bridge 桥；Barrier：势垒。

（2）R：RecTIfier，整流器 “MBR”意为整流器件。

（3）SCHOTTKY：肖特基 SCHOTTKY RECTIFIER DIODES：肖特基整流二极管。

作用：

（1）肖特基二极管是一种热载流子二极管。肖特基二极管也被称为肖特基势垒二极管是一种低功耗、超高速半导体器件，肖特基二极管被广泛应用于变频器、开关电源、驱动器等电路，作为低压、高频、大电流整流二极管、保护二极管、续流二极管等使用，肖特基二极管在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。那么武汉办公家具 肖特基二极管作用是什么呢？下面就是小编对于肖特基二极管具有介绍。

原理：

（2）肖特基二极管是由贵金属金、铝、银、铂等A为正极，以N型半导体B为负极，然后利用二者接触面之间上形成的势垒一种具有整流特性制成的金属半导体器件。肖特基二极管由于N型半导体中存在大量电子，而贵金属中仅有少量自由电子，肖特基二极管中的电子便从浓度高的B向浓度低A中扩散。肖特基二极管金属A中没有空穴，不存在空穴自A向B扩散运动。随着肖特基二极管中电子不断从B扩散到A，B的表面电子浓度逐渐降低，表面电中性破坏，于是形成势垒。

优点：

（3）肖特基二极管具有开关频率高、正向压降低等优点，但肖特基二极管的反向击穿电压比较低，一般不会高于60V，最高仅约为100V，以致于限制了肖特基二极管的应用范围。在变压器次级用100V以上的高频整流二极管、开关电源和功率因数校正电路中的功率开关器件续流二极管、RCD缓冲器电路中用600V～1.2kV之间的高速二极管、PFC升压用600V二极管等情况下时，只有使用快速恢复外延二极管和超快速恢复二极管。现在的肖特基二极管已取得了突破性的进展，150V和200V高压已经上市，使用新型材料制作的超过1kV的肖特基二极管也研制成功。

作用：

（4）肖特基二极管又被称为肖特基势垒二极管（简称 SBD），是一种低功耗、超高速半导体器件。肖特基二极管最显著的特点是反向恢复时间极短，正向导通压降仅为0.4V左右。肖特基二极管多用作高频、大电流整流二极管、低压、续流二极管、保护二极管、小信号检波二极管、微波通信等电路中作整流二极管等处使用。肖特基二极管在通信电源、变频器等中比较常见。肖特基二极管在双极型晶体管的开关电路里面，通过在连接二极管来箝位。

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