• Главная
  • rss-лента сайта solo-project.com


Диоды Шоттки

Диоды Шоттки
Контакт «металл-полупроводник» явился историческим основоположником первого «точечно-контактного» полупроводникового диода. В 1939 немецким физиком Вольтером Шоттки (23.07.1886-04.03.1976) было экспериментально обнаружено явление выпрямления слабых сигналов в области соприкосновения металлической иглы с полупроводниковым кристаллом. По имени ученого диоды на основе контакта «металл-полупроводник» назвали диодами Шоттки.

В отличие от p-n переходов, переходы «металл-полупроводник» работают только на основных носителях заряда: в случае полупроводника n-типа – электронах и p-типа – дырках, т. е. в переходе отсутствует инжекция неосновных носителей. Их функционирование основано на разности работ выхода электронов из металла и полупроводника. При полупроводнике n-типа работа выхода из него в металл должна быть меньше, чем из металла в полупроводник (Авых.n < Aвых.м). В этом случае поток электронов из полупроводника n-типа в металл является преобладающим и металл заряжается отрицательно, а полупроводник – положительно и образуется контактная разность потенциалов. Аналогично процессу в p-n переходе, направленное перемещение электронов в металл происходит до тех пор, пока уровни Ферми не выровняются. Затем также образуется потенциальный барьер, ширина которого зависит от величины и полярности внешнего напряжения. Таким образом, такой переход обладает выпрямляющими свойствами.

Если при этом же полупроводнике Авых.n > Aвых.м, преобладающим будет поток электронов из металла в полупроводник (им требуется меньшая энергия для преодоления запрещенных зон), вследствие чего приконтактный слой обогащается электронами и сопротивление слоя резко понижается, причем, оно остается низким при любой полярности внешнего напряжения. Поэтому подобные контакты не являются выпрямляющими, а остаются электропроводящими вне зависимости от полярности напряжения внешней цепи. Такие контакты называются омическими и используются для выполнения внешних выводов полупроводниковых приборов.

Для контакта «металл-полупроводник p-типа» соотношения между разностями работ выходов должны поменяться на противоположные, поскольку основными носителями заряда в этом случае являются дырки.

Диоды Шоттки отличаются повышенным быстродействием и малым падением напряжения на открытом переходе и используются в импульсной технике при производстве быстродействующих интегральных схем [12]. Для сравнения на рис.13 приведены «прямые ветви» вольт-амперных характеристик перехода Шоттки и p-n перехода [11].


Рис. 13. «Прямые ветви» вольтамперных характеристик перехода Шоттки (1) и p-n перехода

Собственные концентрации носителей заряда

Для количественной оценки электропроводности необходимо знать полное число электронов в зоне проводимости, т. е. их концентрацию...

читать далее

Импульсные диоды

Импульсные и близкие к ним высокочастотные диоды отличаются от выпрямительных прежде всего их быстродействием...

читать далее

Фотоэлектронная эмиссия

Фотоэлектронная эмиссия (внешний фотоэффект) используется в основном в вакуумных фотоэлементах и фотоэлектронных умножителях...

читать далее