Диоды Шоттки. 
Основы электроники

В основе выпрямляющего диода может использоваться не только переход между полупроводниками ри и-типа, но и между полупроводником и металлом. Такие диоды называются диодами Шоттки.

Рассмотрим структуру металл—полупроводник и-типа. Если работа выхода электронов у металла выше, чем у полупроводника, то преобладающим будет перемещение электронов из полупроводника в металл (свободным электронам металла труднее приобрести энергию, равную работе выхода, чем электронам полупроводника). В результате металл заряжается отрицательно, а оставшиеся в полупроводнике ионы донорной примеси создают в его приграничном слое положительный потенциал (рис. 1.6, а). Такое распределение зарядов создает контактную разность потенциалов U_K (потенциальный барьер), препятствующий дальнейшему перемещению электронов. При этом тонкий приграничный слой полупроводника обедняется носителями. Таким образом, в месте контакта металла и полупроводника возникает переход, аналогичный р-м-переходу. Если к такому переходу приложить обратное напряжение, совпадающее с U_K, то ширина обедненной области увеличится, а сопротивление перехода возрастет. Если приложить прямое напряжение, то оно будет противодействовать U_K, при этом переход сужается, потенциальный барьер уменьшается и через переход начинает течь ток. Вольт-амперные характеристики такого перехода и р-и-перехода оказываются аналогичными.

Рис. 1.6. Металлополупроводниковый диод Шоттки:

а — структура диода; б — условное обозначение; в — вольт-амперная характеристика; 1 — переход Шоттки; 2 — р-п-переход Основной отличительной особенностью характеристик диода Шоттки является значительно меньшее прямое падение напряжения по сравнению с диодами на основе р-«-перехода (рис. 1.6, в). Это объясняется тем, что в диоде Шоттки одно из веществ перехода — металл, и следовательно, его электрическое сопротивление (и соответствующее падение напряжения на нем) значительно меньше, чем у полупроводника.

Другая особенность диода Шоттки — отсутствие проникновения неосновных носителей заряда из металла в полупроводник (в рассматриваемом случае — дырок, которые для «-области являются неосновными). Это значительно повышает быстродействие диодов Шоттки по сравнению с обычными диодами, так как отпадает необходимость в рассасывании таких носителей при смене полярности внешнего напряжения.

Диоды Шоттки, у которых выпрямляющий переход представляет собой тонкую пленку молибдена или алюминия, нанесенную на пластинку кремния методом вакуумного напыления, обладают емкостью, не превышающей 0,01 пФ. Это обеспечивает чрезвычайно малое время их переключения (доли наносекунды) и предельно высокую частоту работы (десятки гигагерц). Мощные диоды позволяют пропускать токи в десятки ампер при обратных напряжениях до 500 В. Благодаря меньшему прямому напряжению (0,3 В вместо 0,7 В у диодов р-п-типа) они обеспечивают более высокий КПД. Условное обозначение металлополупроводникового диода Шоттки приведено на рис. 1.6, б.