Schottky二极管 - 工作，特征，应用

什么是Schottky二极管？

Schottky二极管是一种设备，它属于金属 - 半导体连接二极管的类型。屏障二极管和低压二极管是Schottky二极管的其他名称。与PN连接二极管相比，Schottky二极管中的功率下降较低。一位名叫Walter.H.Schottky的科学家首先发现了Schottky二极管。

通常，在PN连接装置中，当正类型（P-Type）和负类型（N-Type）相连时，它们会形成PN连接。但是，在肖特基二极管中，使用铝或铂等材料代替P型半导体。

肖特基二极管的象征

下图显示了Schottky二极管的符号。

肖特基二极管的工作

该Schottky二极管的最重要的物理参数是它们的快速切换速率和较小的正向电压下降。它是一种金属 - 半导体结，无法在其交界处存储费用。这背后的原因是由于缺乏耗竭层。

通常，当电流流过二极管时，二极管端子上发生电压降。与正常二极管相比，Schottky二极管电压下降通常在0.15至0.45伏之间。正常的PN连接二极管的电压降在0.6至1.7伏之间。为了提高效率和输出，电压下降应低。在制造二极管时，N型半导体充当阴极，金属侧的作用是二极管的阳极。

当给出二极管电压时，电流向前方向流动。当该电流流过二极管时，二极管的整个端子将有最小的电压损耗。这种电压的损耗称为电压下降。

肖特基二极管的建设

它由金属和半导体形成单方面交界处制成。很少有金属使用金，银，钼，钨或铂。通常使用N型半导体，其中包括镀；硅用于低频操作。

Schottky二极管与温度下降直接相关。在N型半导体中，发生温度掺杂浓度的降低和增加。在半导体 - 金属连接处之间，耗尽层被称为Schottky屏障。

该障碍称为势能屏障。两种类型的Schottky障碍是纠正和非矫正类型。当金属和轻微掺杂的半导体相遇时，形成了肖特基屏障。顺便通过金属遇到重掺杂的半导体时，它形成了非校准屏障。当半导体掺杂增加时，耗竭层的宽度上升。同时，当宽度降低时，荷叶载体会穿过隧道并到达耗竭层。当掺杂水平增加时，连接不充当整流器，并且会变成欧姆接触。

在公正的条件下，积累在半导体侧的电子将具有比金属区域上存在的电子水平低。由于这个原因，电子无法跨越肖特基屏障。在正向偏置条件下，存在于N侧的电子获得更多的能量，以越过连接屏障并进入金属。因此，电子也称为热载体。因此，二极管称为热载体二极管。

Schottky二极管可以表示为具有组件典型值的电气等效电路。

如下所示，将上述电路最小化。该近似电路用于许多应用中。

Schottky二极管的专业

• 由于没有从金属到N型半导体的流动流动，因此充当单极器件。而PN连接二极管是双极器件。
• 金属没有任何孔，它不会存储任何费用。由于这个原因，Schottky二极管具有相对较低的噪声快速切换的优势。
• 与PN二极管相比，它具有低屏障潜力。

Schottky二极管的操作

公正的肖特基二极管

在金属和N - 型半导体之间的组合过程中，存在N - 类型半导体内部的自由电子将从N - 类型半导体转移到金属。这导致平衡状态的产生。当自由电子在交界处移动时，它为原子中存在的原子提供了额外的电子。

因此，金属连接中存在的原子会收到额外的电子。负侧连接处的原子失去电子并成为正离子。在金属交界处，原子将获得额外的电子，并试图成为负离子。

因此，这将导致在金属连接处的正侧的负离子和负离子处产生正离子。当这些阳性离子和负离子聚集在一起时，将形成耗竭区域。在无偏的肖特基二极管中，只有较少的电子将从半导体流向金属。由于内置电压，其他电子流被停止。

向前偏见的肖特基二极管

在N型半导体中，当电池的正末端连接到金属，负末端连接到N型导体时，称为正向偏置偏见的Schottky二极管。在二极管上，当施加正向偏置电压时，在金属和导体中形成更多的电子。

当施加大于0.2伏的电压时，游离电子将无法穿过连接屏障。由于该电流，将流过二极管。当电压值增加时，耗竭区域变薄并消失。

反向偏见的肖特基二极管

在N型半导体中，如果电池的负末端与金属耦合，并且正末端连接到N型导体，则称为反向偏置的Schottky二极管。同时，如果施加反向偏置电压，则耗尽区域的宽度增加。

因此，当前流程停止。在金属板中，将有更多的激发电子。因此，将有少量泄漏电流流动。当反向偏置电压进一步增加时，由于屏障弱，电流也会增加。当发生异常的偏置电压增加时，电流也会突然增加。当耗尽区域分解时，设备将损坏。

Schottky屏障二极管的V-I特征

下图显示了Schottky二极管的V-I（电压电流）特性。沿图，垂直线表示电流流，水平线表示横跨Schottky二极管的电压。Schottky二极管的V-I特征几乎与P-N结二极管相似。

然而，与P-N连接二极管相比，Schottky二极管的正向电压下降非常低。正向电压下降范围为0.3伏至0.5伏。正向电压下降的屏障是由硅制成的。正向电压下降与N型半导体的掺杂浓度成正比。由于当前载体的高浓度，Schottky二极管的V-I特征更陡。

Schottky二极管的应用

Schottky二极管由于其性质而用于二极管整流器中的许多应用中。它们用于电压夹紧应用，以防止晶体管饱和度。由于这些设备需要快速开关，因此它用作数字设备中的Schottky TTL。由于数字计算机的性能是通过二极管的切换速度确定的，因此Schottky二极管是数字计算机的重要组件。