Главная | Обратная связь

Диоды с S-образной ВАХ

Диод Шоттки – это полупроводниковый диод, выпрямительные свойства которого основаны на использовании выпрямляющего электрического перехода между металлом и полупроводником.

Переходный слой, в котором существует контактное (или диффузионное) электрическое поле и который образован в результате контакта между металлом и полупроводником, называется переходом Шоттки.

Контактное электрическое поле на переходе Шоттки сосредоточено практически только в полупроводнике, т.к. концентрация носителей заряда в металле значительно больше концентрации носителей заряда в ПП. Перераспределения электронов в металле происходит в очень тонком слое, сравнимом с межатомным расстоянием.

Характерной особенностью выпрямляющего перехода Шоттки в отличие от p-n-перехода является разная высота потенциальных барьеров для электронов и дырок. В результате через переход Шоттки может не происходить инжекции неосновных носителей заряда в ПП.

Для прочих диодов основным физическим процессом, ограничивающим диапазон рабочих частот, является процесс накопления и рассасывания неосновных носителей заряда в базе диода. На частотные свойства диодов Шоттки основное влияние оказывает время перезарядки барьерной емкости перехода. Постоянная времени перезарядки зависит и от сопротивления базы диода (). Поэтому вы­прямляющий переход Шоттки целесообразнее создавать на кристалле полупроводника с электропроводностью n-типа -- подвижность электронов больше подвижности дырок. По той же причине должна быть большой и концентрация примесей в кристалле полупроводника.

Тем не менее, толщина потенциального барьера Шоттки, которая возникает в полупроводнике вблизи границы с металлом, должен быть достаточно большим. Только при очень толстых переход Шоттки будет, во-первых, чтобы исключить вероятность туннелирования носителей через потенциальный барьер, а во-вторых, получить достаточные значения напряжения пробоя и, в-третьих, чтобы получить меньшие значения удельной емкости перехода барьер . Толщина переходного или потенциальный барьер, зависит от концентрации примесей в полупроводнике: чем выше концентрация примесей, тем тоньше перехода. Это означает противоположное требование на концентрацию примесей в полупроводнике.

Принимая во внимание эти противоречивые требования к концентрации примеси в полупроводнике источник приводит к необходимости для двухслойных базе диода Шоттки.

Основной кристалл - подложка толщиной около 0,2 мм - содержит высокую концентрацию примесей и имеет низкое удельное сопротивление. Тонкий слой монокристалла того же полупроводника (толщиной в несколько микрон) с тем же п-типа проводимости может быть получена на поверхности подложки эпитаксиального роста. Концентрация доноров в эпитаксиальный слой должен быть значительно меньше, чем концентрация доноров в подложке.

Самое большое преимущество над диод с р-переход должен быть диоды Шоттки с высоким устранения токов высокой частоты. Здесь, помимо лучших частотные свойства диодов Шоттки Следует отметить, их характеристики: ниже прямого напряжения из-за меньшей высоты потенциального барьера для основных носителей полупроводника, большая максимально допустимая плотность прямого тока, что обусловлено, во-первых, с более низким прямым напряжением и, во-вторых, с хорошим теплоотводом на исправление Шоттки перехода. В самом деле, металлический слой, расположенный на одной стороне перехода Шоттки своей превосходной теплопроводностью любой слой сильно легированных полупроводников. По этим же причинам, диоды Шоттки должны выдерживать гораздо выше, перегрузки по току по сравнению с аналогичным диоды с р-переходов на основе того же материала полупроводника.