5. Диоды Шоттки

В основе лежит контакт между металлом и полупроводником, который при определенных условиях может обладать выпрямительными свойствами. Для этого необходимо, чтобы приповерхностный слой п/п в равновесном состоянии был обеднён основными носителями, чтобы сопротивление обедненного слоя было значительно больше сопротивления остальной части п/п ( )

Необходимо

1. Ограничить контакт металл – полупроводник без каких либо промежуточных слоев.

2. (Главное). Сопротивление п/п пластины должно быть мало, не жертвуя при этом ее удельным сопротивлением, так как в противном случае уменьшается пробивное напряжение.

Преимущества диодов Шоттки

1. Отсутствует эффект инжекции (накопление зарядов и их рассеивание).

2. Инерционные свойства определяются зарядовой емкостью , которая мала в следствии малости размеров, . Рабочая частота лежит в пределах 3÷15 ГГц. Время переключения – до 0,1 нс.

3. ВАХ шире чем у p-n перехода, так как отсутствует модуляция сопротивления базы неосновными носителями.

от 15 до 500 В.

Прямой ток (S–мала) мал, но есть диоды с А при напряжении на диоде в прямом включении меньше 0,5 В. В, что вдвое меньше чем для Si диодов.

Для ИС используют бескорпусные диоды Шоттки с предельной частотой доведенной до 500 ГГц.

6. Диоды с отрицательным сопротивлением

Это диоды, на ВАХ которых имеются участки с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

По виду ВАХ делятся на приборы с характеристикой S – типа и N – типа. На этих ВАХ именно дифференциальное сопротивление является отрицательным, так как любое сопротивление есть величина положительная. Слово дифференциальное обычно опускают, называя просто отрицательное сопротивление.

S – типа

Каждому значению тока I соответствует одно значение напряжения U. Поэтому их называют приборами управляемыми током.

N – типа

Каждому значению напряжения соответствует одно значение тока I.

Эти приборы, управляемые напряжением. Говорят об отрицательной проводимости.

На ВАХ диодов

, – напряжение и ток в начале участка с отрицательным сопротивлением, называют U и I срыва. Другое название – пиковые. ( и ). Другое – U и I включения.

– напряжения и ток в конце участка, называют остаточным напряжением и током. Другое название – и впадены. ( и ).

Туннельный диод.

Как пример диода с ВАХ N–типа.

Для создания диодов данного класса используют туннельный эффект – «просачивание» электронов сквозь потенциальный барьер (характеристика 1) и диффузионный ток (характеристика 2). При определенных условиях осуществляют переход с характеристики 1 на характеристику 2. При критической концентрации носителей участка с отрицательным сопротивлением нет.

1. Для создания туннельных диодов используют p-n переходы с узкой областью объемного заряда.

2. Вырождение p и n областей (сильное легирование материала). Обуславливают узкий запорный слой.

3. Уровень Ферми расположен в разрешенной области. В валентной зоне p-области и в зоне проводимости n-области.

1. U=0. Электроны (зоны проводимости n-области противостоят уровням валентной зоны p-области). Переходы из области в область по горизонтали равны

Участок 1÷2÷3.

Э нергетические уровни p-области понизятся, а n-области – увеличатся. Вероятность «просачивания» электронов из n-области в p-область больше, чем из p-области. При возрастании напряжения ток p-n перехода растет до совмещения уровня Ферми зоны проводимости n-области с уровнем Ферми валентной зоны p-области (рис.2)

У часток 3÷4÷5. Напряжение увеличивается, теперь только часть уравнений ЗП n-области располагаются против уровней ВЗ p-области. Ток перехода уменьшается.

С

Появляется диффузионный ток как у обычного диода.

Участок 1÷7 . Обратный ток

ВЗ p-области против свободных уровней эл. ВЗ p-области в n-область. Обратный ток достаточно большой.

Участок 3÷5 – рабочий участок с отрицательной проводимостью.

Эквивалентная схема

– сопротивление потерь,

– дифференциальное сопротивление.

– индуктивность диода (полная)

– емкость корпуса,

Обращенный диод

Разновидность туннельного диода

К онцентрация критическая. Мак. и мин. на одном уровне.

ВАХ переворачивают и считают обратную ветвь прямой. Тогда прямое сопротивление обычных плоскостных диодов.

Предназначены для работы при малых сигналах. Надо помнить, что мало и обратное напряжение 0,3 – 0,5 В.