肖特基二极管

发布时间:2021-09-16

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肖特基二极管是贵金属(金、银、铝、铂等)为正极,以N型半导体为负极,利用二者接触面上形成的势垒具有整流特性而制成的金属-半导体二极管。因为N型半导体中存在着大量的电子,贵金属中只有极少量的自由电子,所以电子便从浓度高的负极中向浓度低的正极中扩散。显然,金属正极中没有空穴,也就不存在空穴自正极向负极的扩散运动。随着电子不断从负极扩散到正极,负极表面电子浓度逐渐降低,其电场方向为负极→正极。但在该电场作用之下,正极中的电子也会产生从正极→负极的漂移运动,从而消弱了由于扩散运动而形成的电场。电场引起的电子漂移运动和浓度不同引起的电子扩散运动达到相对的平衡,便形成了肖特基势垒。典型的肖特基整流管的内部电路结构是以N型半导体为基片,在上面形成用砷作掺杂剂的N-外延层。阳极使用钼或铝等材料制成阻档层。用二氧化硅(SiO2)来消除边缘区域的电场,提高管子的耐压值。N型基片具有很小的通态电阻,在基片下边形成N+阴极层,其作用是减小阴极的接触电阻。通过调整结构参数,N型基片和阳极金属之间便形成肖特基势垒,当在肖特基势垒两端加上正向电压(阳极金属接电源正极,N型基片接电源负极)时,肖特基势垒层变窄,其内阻变小;反之,若在肖特基势垒两端加上反向电压时,肖特基势垒层则变宽,其内阻变大。综上所述,肖特基整流管的结构原理与PN结整流管有很大的区别,通常将PN结整流管称作结整流管,而把金属-半导管整流管叫作肖特基整流管,采用硅平面工艺制造的铝硅肖特基二极管也已问世,这不只可节省贵金属,大幅度降低成本,还改善了参数的一致性。

肖特基二极管具有开关频率高和正向压降低等优点,但其反向耐压比较低,高达只约200V,以致于限制了其应用范围。