Диод Шоттки

В выпрямляющем контакте, который называют диодом Шоттки, электропроводность обусловлена основными носителями заряда. По этой причине диоду Шоттки свойственна высокая скорость переходных процессов, что позволяет использовать его для создания быстродействующих переключателей. К тому же у диода Шоттки низкое (по отношению к кремниевому p-n-переходу) напряжение отпирания, что в совокупности с первой особенностью дает диоду Шоттки два положительных отличия от диодов на p-n-переходе. Аналитическое выражение, описывающее вольт-амперную характеристику диода Шоттки, имеет вид

где А - площадь контакта; - эффективная постоянная Ричардсона;

m^* - эффективная масса электрона; h - постоянная Планка; k - постоянная Больцмана;

n - коэффициент неидеальности, который находится экспериментальным путем (лежит в пределах 1,02...1,15).

Или

где ток насыщения диода Шотки.

Как уже отмечалось, отсутствие инжекции неосновных носителей в базу диода (дырок в n - полупроводник), а, следовательно, отсутствие эффектових накопления и рассасывания позволяет использовать диоды Шоттки в сверхвысокочастотном (гигагерцовом) диапазоне.

Из уравнения для I Error: Reference source not foundдля данного значения прямого тока падение напряжения на диоде задается выражением

Для миллиамперного диапазона токов у алюминиевых диодов Шоттки, изготовленных из кремния n-типа, величина равна приблизительно 0,45 В.

Для кремниевого p-n-перехода в этом же диапазоне прямого тока (см.Error: Reference source not found) U^* 0,7 В, так как величина тока насыщения кремниевого p-n-переходаI_s 10^-13…10^-14А намного меньше величины I_sш.

Это свойство диода Шоттки используется для создания быстродействующих логических схем, в которых за счет включения в цепь коллектор - база диода Шоттки напряжение на коллекторе относительно базы фиксируется на уровне 0,45 В, что не дает транзистору перейти в режим насыщения.

Вопрос 31. Распределение концентрации неосновных носителей в базе(случай тонкой базы).

Ответ: -Если < Lp (или < Ln для ), то cth( , ch(x/Lp) 1, sh(x/Lp) x/Lp и выражение запишется как

= (exp или = + (exp

-При подаче прямого смещения U >0

(exp при х = , ;

-При подаче обратного напряжения U < 0

x = 0 , (0) = 0; x = , ( ) = .

В этом случае закон распределения будет линейным.

Рис 1 - Распределение концентрации неосновных носителей в тонкой базе

Вопрос 32. Аналитические выражения вах электронно-дырочного перехода(случай тонкой базы).

Ответ:

Для случая с тонкой базе: WБ<< Lp , WЭ<< Ln

Выражение для плотности тока насыщения.

J= – 1),

Т.е. выражение I= – 1) сохраняется, но )

Рис. 1 – ВАХ р-n-перехода с тонкой базой.

Обратная ветвь на рис.1 не имеет насыщения. Это можно объяснить, анализируя график распределения неосновных носителей в базе при изменении обратного напряжения (рис. 2)

Для Uобр1 ширина ОПЗ – , а для Uобр2 – , причем |Uобр2|> |Uобр1| . Так как угол 2 больше угла 1, то grad ( ) > grаd ( ) и >

Рис 2 - Влияние величины обратного напряжения на распределение концентрации неосновных носителей в тонкой базе.