Діод Шотткі

при внешнем напряжении
2.3 Вольт-амперная характеристика барьера Шоттки
Особенности перехода Шоттки
Применение
Источники

информации

на основе контакта металл - полупроводник; назван в честь немецкого

учёного Вальтера Шоттки, создавшего в 1938—1939 г.г. основу теории таких диодов.

1. Введение

полупроводника обеднена основными носителями, в этом случае в области контакта

со стороны полупроводника формируется область пространственного заряда ионизованных доноров или акцепторов и реализуется блокирующий контакт, или барьер Шоттки. Рассмотрим условие возникновения барьера Шоттки. Ток термоэлектронной эмиссии с поверхности любого твердого тела определяется уравнением Ричардсона:

2.1. Барьер Шоттки

полупроводник n-типа выберем условие, чтобы термодинамическая работа выхода из полупроводника

Фп/п была меньше, чем термодинамическая работа выхода из металла ФМе. В этом случае согласно уравнению Ричардсона ток термоэлектронной эмиссии с поверхности полупроводника jп/п будет больше, чем ток термоэлектронной эмиссии с поверхности металла:
Ме > п/п ; jМе < jп/п
При контакте таких материалов в начальный момент времени ток из полупроводника в металл будет превышать обратный ток из металла в полупроводник и в приповерхностных областях полупроводника и металла будут накапливаться объемные заряды - отрицательные в металле и положительные в полупроводнике. В области контакта возникнет электрическое поле, в результате чего произойдет изгиб энергетических зон. Вследствие эффекта поля термодинамическая работа выхода на поверхности полупроводника возрастет. Этот процесс будет проходить до тех пор, пока в области контакта не выравняются токи термоэлектронной эмиссии и соответственно значения термодинамических работ выхода на поверхности.

внешнего напряжения в барьере Шоттки сводится только к регулированию высоты

потенциального барьера и величины электрического поля в области пространственного заряда (ОПЗ) полупроводника.

ярко выраженный несимметричный вид. В области прямых смещений ток экспоненциально

сильно растёт с ростом приложенного напряжения. В области обратных смещений ток от напряжения не зависит. В обоих случаях, при прямом и обратном смещении, ток в барьере Шоттки обусловлен основными носителями - электронами. По этой причине диоды на основе барьера Шоттки являются быстродействующими приборами, поскольку в них отсутствуют рекомбинационные и диффузионные процессы. Зависимость тока от напряжения обусловлена изменением числа носителей, принимающих участие в процессах зарядопереноса. Роль внешнего напряжения заключается в изменении числа электронов, переходящих из одной части барьерной структуры в другую.

Вольт-амперная характеристика
барьера Шоттки

создается значительно меньшее падение напряжения, чем на электронно-дырочном переходе: при

прохождении даже небольшого начального тока через контакт с большим сопротивлением на нем выделяется тепловая энергия, способствующая появлению дополнительных носителей.
2.) Отсутствие инжекции неосновных носителей заряда.
3.) Переходы работают только на основных носителях, следовательно, в приборах, изготовленных на основе эффекта Шоттки, практически отсутствует диффузионная емкость, связанная с накоплением и рассасыванием носителей.
4.) Отсутствие диффузионной емкости существенно повышает быстродействие приборов, поэтому диоды, выполненные на основе такого контакта, обладают значительно лучшими переключающими свойствами, чем диоды на основе контакта полупроводник − полупроводник.

несимметричного p-n – перехода. Однако, поскольку перенос заряда здесь осуществляется

основными носителями, быстродействие диодов Шоттки значительно выше. Отсюда следует, что диоды Шоттки в принципе могут выполнять почти все функции диодов с p-n – переходами. Исключение составляют лишь p-n – переходы с накоплением заряда, поскольку в приборах, работающих на основных носителях, время накопления чрезвычайно мало.

Диоды Шоттки служат главным образом СВЧ-диодами различного назначения (детекторными, смесительными, лавинно-пролётными, параметрическими, импульсными, умножительными); кроме того, применяются в качестве приёмников излучения, детекторов ядерного излучения, тензодатчиков (измерительный преобразователь деформации твёрдого тела, вызываемой механическими напряжениями, в электрический сигнал), модуляторов света; их используют также в выпрямителях тока ВЧ, солнечных батареях и т.д.

– 3-е изд., доп. Москва: Техносфера 2005. – 512 с.
2.)

Зи С. Физика полупроводниковых приборов: В 2-х книгах. Кн. 1. Пер. с англ. – 2-е перераб. И доп. Изд. – М.: Мир, 1984. – 456 с., ил.
3.) Flash-анимация Диод Шоттки Ивашкевич В.Л. http://dssp.petrsu.ru/