我们正在不断创新，借助沟道型肖特基整流器（Trench Schottky rectifier）等新型功率半导体器件，让电子系统更加高效。与平面肖特基二极管相比，沟道型肖特基整流器在正向电压降、漏电流、损耗、反向阻断电压、寄生电容等方面具有明显优势，是瞬间整流方案的理想选择。
平面型肖特基二极管
肖特基二极管由德国物理学家华特·肖特基（Walter Schottky）发明。这是一种由金属-半导体结合组成的平面型二极管，具有较低的正向压降和较高的开关速度，广泛用于多种应用，例如在功率转换电路中作为升压二极管。
长期以来，这种传统的平面型肖特基二极管（Schottky barrier diode）一直是电子设计应用中的主流选择。然而，平面肖特基二极管在一些关键性能上进行了折中，如正向电压降、漏电流等。同样，在EMC敏感型应用中，传统的肖特基二极管与我们要求的理想损耗和瞬间整流方案相比相距甚远。
那么，什么是理想的整流器？这通常包括低正向压降、高反向阻断电压、零泄漏电流和低寄生电容，能实现高开关速度。
正向压降方面，主要考虑两个因素：结点处的压降（PN整流器为PN结，肖特基整流器为金属-半导体结）、漂移区的压降。虽然PN结的正向压降在本质上由内置电压决定，因而主要由所选半导体决定，但肖特基势垒整流器中金属-半导体接面的正向压降可通过选择肖特基金属来修改，而肖特基势垒就是半导体的金属功函数和电子亲合能之差。通过使用具有低金属功函数的肖特基金属，可最大限度减少金属半导体接面的压降。但是，结点处的正向压降和肖特基整流器的泄漏电流之间存在权衡关系，因为泄漏电流的级别也由肖特基势垒和金属半导体接面的电场决定。除了该权衡，为实现高反向阻断电压，当漂移区的厚度进一步增加时，结点处低压降的优势可能会消失。因此，肖特基整流器的反向阻断电压历来限于200V以下。
平面肖特基整流器和沟道型肖特基整流器的技术原理图
沟道型肖特基整流器
沟道型肖特基整流器被称为“RESURF”（降低表面电场，reduced surface field）。在平面肖特基整流器中，等势线堆积在上电极附近，导致表面附近的电场较高。因此，随着反向电压增加，泄漏电流显著增加，并且当表面附近的电场超出临界值时，会发生早期击穿现象。通过将沟道蚀刻到硅并在其中填满多晶硅（通过薄介质以电子方式与漂移区分离），沟道充当半导体中的一种场板，在反方向上耗尽漂移区，沿漂移区呈现平面电场分布。因此，沟道概念可缓和表面附近的电场，与具有相同外延结构的平面器件相比，可产生更高的击穿电压，从而实现更低的泄漏电流。
125°C条件下，最大反向电压和最大正向电流时的IR-Vf权衡
安世半导体开发并推出了电压范围介于45-100V之间的一系列T沟道型肖特基整流器（PMEG*T系列）。这些器件可在正向压降Vf和泄漏电流IR之间实现适宜的权衡。与具有可比正向压降的同等平面肖特基整流器相比，沟道型肖特基整流器的泄漏电流较低，这表示T沟道器件的安全工作区域更宽。因此，在必须耐受较高环境温度的应用中，如汽车领域，沟道型肖特基整流器是合适的选择，因为它们更加稳健，可防止热失控（当整流器泄漏电流造成的耗散功率增加快于通过系统热阻的散热时发生的不稳定）。
除了肖特基接触提供的普通寄生电容，沟道结构中的电极和薄介质会产生第二个寄生电容。这意味着，在每单位面积上，T沟道肖特基整流器的总寄生电容比平面肖特基整流器高。对于每个特定应用，必须考虑这一点。在设计中，如果总损耗主要来自开关损耗，则使用平面肖特基整流器可能更好，因为它们的寄生电容较低，尽管它们的泄漏电流较高或正向压降较高。而对于正向压降或泄漏电流是总损耗主导因素的应用，应该使用T沟道整流器。
T沟道型肖特基整流器的等效电路图
与平面整流器相比，T沟道整流器的反向恢复电流更大、反向恢复时间更长，这得益于其较高的寄生电容。斜坡反向恢复测量还表明，T沟道整流器产生的振铃往往比平面器件衰变得更快。同样，在T沟道整流器的等效电路图中可以找到其中的一个原因。电路中的额外RC元件有助于抑制产生的振铃。因此，在对EMC敏感的应用中，使用T沟道整流器可能比使用平面整流器更加明智。
高可靠的系统设计考虑
在系统设计上，设计工程师首先需要留意沟道整流器寄生电容比平面产品大这一点。其他的考虑因素还有：
（1）如果需要在正向压降和泄漏电流之间权衡，T沟道肖特基整流器是正确选择，但前提是系统能够耐受较高的寄生电容。
（2）在器件开关期间，等效电路中的额外RC元件有助于抑制潜在振铃，T沟道整流器也是EMC敏感型应用的第一选择。
（3）在高功率密度应用中，器件的工作环境温度会随发热而升高，T沟道肖特基二极管也具有优势，T沟道肖特基整流器热稳定性更好，可靠性更高，能应对苛刻环境的影响。
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