肖特基勢壘詳解，肖特基勢壘二極管-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2024-04-07
肖特基勢壘（Schottky Barrier），是指具有整流特性的金屬-半導體接觸，即具有大的勢壘高度，以及摻雜濃度比導帶或價帶上態密度低的金屬-半導體接觸，就如同二極管具有整流特性，是金屬-半導體邊界上形成的具有整流作用的區域。
肖特基勢壘形成：當金屬與半導體接觸時，由于金屬的導帶能級高于半導體的導帶能級，而金屬的價帶能級低于半導體的價帶能級，形成了肖特基勢壘。肖特基勢壘是一個勢壘能量，阻止了電子從半導體向金屬方向的流動。
肖特基勢壘二極管
肖特基勢壘二極管（Schottky barrier diodes，SBD）是一種基于肖特基勢壘理論的二極管，是金屬與半導體材料相互接觸，且形成一定的勢壘后開始工作的一種多數載流子器件。
肖特基勢壘二極管結構與分類
傳統SBD是通過金屬與半導體接觸而構成。金屬材料可選用鋁、金、鉬、鎳和鈦等，半導體通常為硅（Si）或砷化鎵（GaAs）。
由于電子比空穴遷移率大，為獲得良好的頻率特性，故選用N型半導體材料作為基片。為了減小SBD的結電容，提高反向擊穿電壓，同時又不使串聯電阻過大，通常是在N+襯底上外延一高阻N-薄層。
其Cg是管殼并聯電容，Ls是引線電感，Rs是包括半導體體電阻和引線電阻在內的串聯電阻，Cj和Rj分別為結電容和結電阻（均為偏流、偏壓的函數）。
金屬導體內部有大量的導電電子。當金屬與半導體接觸（二者距離只有原子大小的數量級）時，金屬的費米能級低于半導體的費米能級。在金屬內部和半導體導帶相對應的分能級上，電子密度小于半導體導帶的電子密度。
因此，在二者接觸后，電子會從半導體向金屬擴散，從而使金屬帶上負電荷，半導體帶正電荷。由于金屬是理想的導體，負電荷只分布在表面為原子大小的一個薄層之內。
而對于N型半導體來說，失去電子的施主雜質原子成為正離子，則分布在較大的厚度之中。電子從半導體向金屬擴散運動的結果，形成空間電荷區、自建電場和勢，并且耗盡層只在N型半導體一邊（勢區全部落在半導體一側）。
勢區中自建電場方向由N型區指向金屬，隨熱電子發射自建場增加，與擴散電流方向相反的漂移電流增大，最終達到動態平衡，在金屬與半導體之間形成一個接觸勢，這就是肖特基勢壘。
在外加電壓為零時，電子的擴散電流與反向的漂移電流相等，達到動態平衡。在加正向偏壓（即金屬加正電壓，半導體加負電壓）時，自建電場削弱，半導體一側勢壘降低，于是形成從金屬到半導體的正向電流。
當加反向偏壓時，自建電場增強，勢壘高度增加，形成由半導體到金屬的較小反向電流。因此，SBD與PN結二極管一樣，是一種具有單向導電性的非線性器件。
肖特基勢壘二極管的符號與結構
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