17. Диоды Шоттки
В основе работы диода Шоттки используется выпрямляющий контакт (п. 2.9.1) металл-полупроводник, который изготавливается из качественного кремния с молибденом, нихромом, золотом, платиной или алюминием.
У
словное
обозначение:
Особенности:
1) работает на основных носителях, отсутствует инжекция неосновных носителей. Диффузионная емкость около нуля. Выше быстродействие, так как оно определяется только барьерной емкостью;
2) прямое напряжение меньше, чем у выпрямительных диодов, примерно равно 0.4 B;
3) прямая ветвь строго экспоненциальная;
4) меньше разброс параметров;
5) большая надежность и высокая устойчивость к ударам;
6) хорошие теплоотводящие свойства.
Эти особенности позволяют эффективно применять диоды Шоттки в высокочастотных аналоговых и цифровых схемах.
19 18. Туннельные и обращенные диоды. Принцип действия, параметры и характеристики.
Туннельными называются диоды, основанные на так называемом туннельном эффекте. Туннельный эффект впервые был обнаружен профессором Токийского университета Есаки в 1958 году и имеет место при высокой концентрации (1019 см-3) примесей в полупроводнике. При этом последний вырождается, превращаясь в полуметалл, обладающий аномальными характеристиками. В этих случаях справедливо только распределение Ферми-Дирака, а не Максвелла-Больцмана.
Таким образом, из-за высокой концентрации примесей переход получается очень узким, через который подвижные носители могут поникать свободно. При этом носители могут перейти в противоположную сторону даже в том случае, если они не обладают энергией, достаточной для преодоления высоты потенциального барьера. Это явление и получило название туннельного эффекта.
Зонная диаграмма такого перехода для равновесного состояния показана на рис. 2.10а, где видно, что для диффузионного движения, т.е. для появления диффузионного тока jдиф, необходимо носителям сообщить энергию, а для туннельного движения (jтун) нет свободных уровней на противоположных уровнях. Поэтому в таком состоянии ток отсутствует (точка 1 на рис. 2.10д). С увеличением прямого напряжения уровни, свободные для носителей противоположных областей, взаимно приближаются, что приводит к увеличению тока. Максимальный ток наблюдается при полном совмещении этих областей (рис. 2.10б, соответственно точка 2 на рис. 2.10д). При дальнейшем повышении прямого напряжения эти области снова расходятся, в связи с чем туннельный эффект снова падает. Но при этом из-за уменьшения высоты потенциального барьера начинает увеличиваться диффузионный ток (рис. 2.10в, на рис.2.10д – точка 3). Общий ток диода определяется как сумма диффузионной и туннельной составляющих.
При обратном смещении нет никакого ограничения по току, поэтому туннельный диод хорошо проводит ток в обратном направлении (рис. 2.10г и участок 1-4 на рис. 2.10д).
Обозначение туннельного диода приведено на рис. 2.10е. На рис. 2.10ж приведено условное обозначение его разновидности – обращенного туннельного диода (ОТД). Особенностью которого является сглаженный участок пика прямой ветви характеристики (рис. 2.10з). Благодаря этой особенности ОТД применяется для выпрямления напряжений малых уровней (до 0.8 -1.0 В), где применение обычных диодов неэффективно.