肖特基二极管的基本结构与工作原理

肖特基二极管的阴极金属与重掺杂的N+层之间的接触为欧姆接触。欧姆接触强调接触电阻很小且不随外加电压变化,工艺上易于实现,效果良好。通过高浓度的施主或受主杂质在半导体表面形成金属-N+-N或金属-P+-P结构,实现高掺杂接触,其中流过的电流主要是电子电流,空穴电流很小,因此非平衡载流子的注入可以忽略不计。

随着薄膜沉积技术的兴起,金属-半导体整流接触得以在半导体表面实现,进而发展为面接触型的金属-半导体二极管,即我们熟知的肖特基势垒二极管。肖特基二极管以其独特的结构和工作原理,广泛应用于电力电子领域。 目前,功率肖特基势垒二极管通常由铬、铂、钨、铝等金属与N型低阻硅制成。

肖特基二极管的结构主要由以下几部分组成:金属与半导体的接触:肖特基二极管的基础是金属与半导体的接触。常用的金属材料包括铝、金、钼、镍和钛,而半导体则多用硅或砷化镓。N型半导体基片:为了优化频率特性,肖特基二极管通常选择N型半导体作为基片,因为电子在N型半导体中的迁移率相对较大。

结构与原理:肖特基二极管采用肖特基势垒结构,通过金属和半导体之间的接触形成势垒,产生单向导电性。普通二极管多为PN结结构,依靠PN结处的电荷分布实现单向导电。特性差异:肖特基二极管具有正向压降低、反向恢复时间短、开关损耗小等特性,使其在高频和高速电路中具有优势。

肖特基二极管的原理是基于金属与N型半导体的接触形成的势垒效应。具体解释如下:势垒形成:肖特基二极管由A端的贵金属与B端的N型半导体接触而成。在接触界面,电子从电子丰富的N型半导体向电子稀疏的金属迁移,形成稳定的势垒区域,即肖特基势垒。

工作原理:在半导体二极管内部,有一个PN结和两个引线端子。当外加电压的方向使得P区带正电、N区带负电时,二极管处于正向偏置状态,电流可以通过;反之,当外加电压方向相反时,二极管处于反向偏置状态,电流几乎不能通过。

肖特基势垒

1、肖特基势垒二极管(Schottky barrier diode,简称SBD)和肖特基接触(Schottky contacts)是半导体器件中的两个重要概念,它们在结构和功能上有着紧密的联系和区别。肖特基接触(Schottky contacts)肖特基接触是指金属与半导体之间形成的一种特殊接触,其特点是在接触界面处形成肖特基势垒。

2、肖特基势垒是一种特殊的金属半导体界面,因其独特的整流特性在电子器件设计中占据重要地位。以下是关于肖特基势垒的详细解释:定义与特性:肖特基势垒是一种金属与半导体接触形成的界面结构,具有整流特性。其特点在于低的结电压,与传统的PN结相比,肖特基势垒的金属层几乎不形成耗尽区,显著减小了结区的宽度。

3、肖特基势垒是指具有整流特性的金属-半导体接触,是在金属-半导体边界上形成的具有整流作用的区域。以下是关于肖特基势垒的详细解释:定义与特性 定义:肖特基势垒是一种特殊的金属-半导体接触结构,它表现出类似于二极管的整流特性。

4、肖特基势垒是指具有整流特性的金属半导体接触,是在金属半导体边界上形成的具有整流作用的区域。以下是关于肖特基势垒的详细解释:整流特性:肖特基势垒如同二极管一样,具有整流特性,即只允许电流在一个方向上流动。与PN界面的区别:相较于PN界面,肖特基势垒具有较低的界面电压。

结势垒肖特基二极管(JBS)特性分析

结势垒肖特基二极管的特性主要包括以下几点:结构设计特点:JBS通过在肖特基二极管的漂移层中引入重掺杂的P型区,旨在克服传统肖特基二极管的镜像力降低效应导致的高漏电流问题。正向导通特性:在正偏条件下,PN结的耗尽区变窄,电流仅在肖特基势垒内流动,避免了PN结的导通,形成死区。

JBS,起源于传统肖特基势垒二极管(SBD)的改进,旨在解决其反向漏电流大、击穿电压低的问题。通过调整元胞结构和P型区掺杂,JBS通过二维耗尽效应,将金属半导体界面的最强电场推向器件内部,有效降低肖特基势垒降低效应,从而减小漏电流和提升击穿电压(如图四所示)。

JBS:起源于传统肖特基势垒二极管的改进,旨在解决SBD反向漏电流大、击穿电压低的问题。MPS:设计重点在于优化正向特性,通过引入PN结的电导调制来降低高密度正向电流下的压降。

势垒的势垒

势垒电容 势垒电容 在积累空间电荷的势垒区,当PN结外加电压变化时,引起积累在势垒区的空间电荷的变化,即耗尽层的电荷量随外加电压而增多或减少,这种现象与电容器的充、放电过程相同。耗尽层宽窄变化所等效的电容称为势垒电容。  势垒电容具有非线性,它与结面积、耗尽层宽度、半导体的介电常数及外加电压有关。

势垒势垒,指的是在物理空间中某个区域内,其势能高于周围区域,形成一个极值点附近的狭窄区域。这种现象在物理学中普遍存在于多个领域,如量子力学和经典力学。在势垒家族中,方势垒是理想的典型代表。通过保持ε和V的乘积不变,不断缩小ε并趋近于0,势垒的深度V将无限增大。

在众多势垒当中,方势垒是一种理想的势垒。保持ε和V的乘积不变,缩小ε,并趋于0,V将无穷大。方势垒过渡到δ势垒。在微观物理学中,δ势常作为一种理想的短程作用来讨论问题。δ势可以看成方势的一种极限情况。事实上,所有涉及δ势的问题,原则上均可以从方势情况下的解取极限而得以解决。

势垒指的是在物理空间中某个区域内,其势能高于周围区域,形成一个极值点附近的狭窄区域。以下是关于势垒的详细解释:定义与特性:势垒是一种物理现象,其中某个区域的势能相对于周围区域较高,形成一个类似于屏障的结构。这种结构能够影响粒子的运动和分布,是物理学中多个领域的重要概念。

必看!半导体物理入门到精通——pn结电容、击穿及隧道效应

1、半导体物理入门到精通——pn结电容、击穿及隧道效应 pn结电容 pn结电容主要由势垒电容和扩散电容组成。势垒电容 定义:势垒区的空间电荷数量随外加电压而变化,这种电容效应称为势垒电容。

2、如利用PN结单向导电性可以制作整流二极管、检波二极管和开关二极管,利用击穿特性制作稳压二极管和雪崩二极管;利用高掺杂PN结隧道效应制作隧道二极管;利用结电容随外电压变化效应制作变容二极管。使半导体的光电效应与PN结相结合还可以制作多种光电器件。

3、原因:由于外加电压的电场方向和PN结内电场方向相反。在外电场的作用下,内电场将会被削弱,使得阻挡层变窄,扩散运动因此增强。这样多数载流子将在外电场力的驱动下源源不断地通过PN结,形成较大的扩散电流,称为正向电流。

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