Діод Шоткі

Матеріал з Вікі ЦДУ
Перейти до: навігація, пошук

В основі випрямляючих діода може використовуватися не тільки перехід між напівпровідниками р- і n-типу, але і між напівпровідником і металом. Такі діоди називаються діодами Шотткі.

Структура метал-напівпровідника n-типу: якщо робота виходу електронів у металу вище, ніж у напівпровідника, то переважаючим буде переміщення електронів з напівпровідника в метал (вільним електронам металу важче придбати енергію, рівну роботі виходу, ніж електронам напівпровідника). У результаті метал заряджається негативно, а що залишилися в напівпровіднику іони донорної домішки створюють в його прикордонному шарі позитивний потенціал. Такий розподіл зарядів створює контактну різницю потенціалів U до (потенційний бар'єр), що перешкоджає подальшому переміщенню електронів. При цьому тонкий прикордонний шар напівпровідника збіднюється носіями. Таким чином, в місці контакту металу і напівпровідника виникає перехід, аналогічний р-n-переходу. Якщо до такого переходу прикласти зворотне напруга, що збігається з U до, то ширина збідненої області збільшиться, а опір переходу зросте. Якщо прикласти пряма напруга, то воно буде протидіяти U до, при цьому перехід звужується, потенційний бар'єр зменшується і через перехід починає текти струм. Вольт-амперні характеристики такого переходу і р-n-переходу виявляються аналогічними.

Основною відмінною особливістю характеристик діода Шотткі є значно меншу пряме падіння напруги в порівнянні з діодами на основі р-n-переходу. Це пояснюється тим, що в діоді Шотткі одне з речовин переходу - метал, і отже, його електричний опір (і відповідне падіння напруги на ньому) значно менше, ніж у напівпровідника.

Інша особливість діода Шотткі - відсутність проникнення неосновних носіїв заряду з металу в напівпровідник (у розглянутому випадку - дірок, які для n-області є неосновними). Це значно підвищує швидкодію діодів Шотткі у порівнянні зі звичайними діодами, оскільки відпадає необхідність у розсмоктуванні таких носіїв при зміні полярності зовнішньої напруги.

Діоди Шотткі, у яких випрямляючий перехід являє собою тонку плівку молібдену або алюмінію, нанесену на пластинку кремнію методом вакуумного напилення, володіють ємністю, що не перевищує 0,01 пФ. Це забезпечує надзвичайно малий час їх перемикання (частки наносекунди) і гранично високу частоту роботи (десятки гігагерц). Потужні діоди дозволяють пропускати струми в десятки ампер при зворотних напругах до 500 В. Завдяки меншому прямому напрузі (0,3 В замість 0,7 В у діодів р-n-типу) вони забезпечують більш високий ККД.

<—повернутися до попередньої сторінки