Диоды с барьером Шоттки

Получили название по имени немецкого физика Шоттки, разработавшего в 30-х годах основы теории контакта металл - полупpоводник.

Диод Шоттки выполнен на основе перехода металл - полупроводник. Обычно в качестве полупроводника используется n-кpемний, а в качестве металлического электрода молибден, золото, алюминий и другие металлы, работа выхода которых для образования выпрямляющего контакта должна быть больше работы выхода кремния.

Устройство диода Шоттки показано на рис. 1.1.19.

На пластину низкоомного кремния (область n+) наращивается тонкий (несколько микрон) эпитаксиальный слой более высокоомного кремния с концентрацией примесей порядка 10Е16см-3(область n). На поверхность этого слоя методом вакуумного испарения осаждается слой металла, площадь перехода обычно очень мала (20-30мкм в диаметре), и барьерная емкость не превышает 1пФ.

зуется в результате объединения пpиконтактного слоя полупроводника основными носителями зарядов (в данном случае электронами). Поэтому при подключении прямого напряжения (плюс на металле) прямой ток возникает в результате движения основных носителей зарядов (электронов) из полупроводника в металл через пониженный потенциальный барьер перехода. Таким образом, в базе диода (n-кремний) не происходит накапливания и рассасывания неосновных носителей.

Основным фактором, влияющим на длительность переходных процессов, является процесс пеpезаpядки барьерной емкости. Значение весьма мало (не более 1 пФ); очень малы также и омические сопротивления электродов: металла и n+-кpемния. Вследствие этого время перезарядки емкости , а следовательно, и длительность переходных процессов также малы и составляют десятые доли наносекунды. Эти свойства позволяют использовать диоды Шоттки в наносекундных переключательных схемах, а также на рабочих частотах вплоть до 10-15 ГГц.

Вольт-ампеpная характеристика диодов Шоттки описывается, почти идеально (рис. 1.1.3). Это обстоятельство позволяет с успехом использовать диоды Шоттки в качестве логарифмирующих элементов.

Мощные диоды Шоттки, предназначенные для работы в выпрямителях переменного тока, могут обеспечить прохождение прямого тока до нескольких десятков ампер при прямом падении напряжения на диоде порядка 0.5-1В. Допустимое обратное напряжение в таких диодах 200-500В.

Обратный ток в диоде Шоттки не велик: в переключательных диодах ток составляет десятки пА. Обратный ток зависит от равновесной концентрации электронов вблизи перехода, а также от среднего значения их тепловой скорости и площади перехода.