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肖特基勢壘二極管相關的物理機制可根據(jù)哪些特性參量考量

2023-03-30 648

肖特基勢壘二極管相關的物理機制可根據(jù)哪些特性參量考量，肖特基勢壘二極管的電學特性優(yōu)劣的主要參數(shù)有正向導通電壓、反向漏電流密度及擊穿電壓。

肖特基二極管的正向特性和阻斷特性

1.肖特基勢壘二極管的正向導通特性

對于Si，Ge，GaAs，SiC這些材料，都有較高的載流子遷移率，也就有較大的平均自由程，因而在室溫下，這些半導體材料的肖特基勢壘中的電流輸入機制主要是依靠多數(shù)載流子的熱電子發(fā)射機制。

這些材料組成的器件器件上的正向電壓增加后，器件中的IV特性曲線將偏離理論計算曲線，其實這主要是因為器件的串聯(lián)電阻的影響，在較大的正向導通電流密度下，串聯(lián)電阻導致的額外分壓會使實際加在肖特基結上的電壓下降。

2.肖特基勢壘二極管的反向阻斷特性

當肖特基二極管在反向偏置時，漏電流主要也是由熱電子發(fā)射所造成的，從理論上考慮，器件的反向漏電流密度其實應該是一個恒定的值，而事實上，從實際器件的典型反向漏電曲線，我們知道，其漏電流是隨著反向偏壓的增加而逐漸增大的，而這一點對于器件的應用來說是個不利的因素，因為會增加器件的功耗，從而造成能源的浪費。

器件在反偏電壓下漏電流密度增大的主要原因是，鏡像力引起的勢壘降低，從而導致的熱電子發(fā)射電流增加引起的，而如果減小器件肖特基結表面附件的峰值電場強度就可以改進肖特基器件的反向阻斷特性。

由于SiC肖特基二極管由于耐高壓特性，多被用來應用在高壓領域，如果利用平面肖特基結結構，在很高的反向電壓下，肖特基結表面的電場強度就會很大，由鏡像力引起的勢壘降低效應就會更加明顯，自然會使得器件具有比低壓平面肖特基器件更難以接受的高漏電特性。

3.肖特基二極管的擊穿電壓

對于整流器件，我們知道在電子設備廠商選型時，第一步就是看器件的反向耐壓是否符合具體應用的要求。對于肖特基二極管器件來說，此擊穿電壓主要就是器件的雪崩擊穿電壓。

雪崩擊穿的主要過程為：器件在不斷增強的反向偏壓下，勢壘區(qū)中的電場強度也逐漸增加，在勢壘區(qū)中的電子和空穴受到強的電場影響，會有很大的漂移動能，他們在漂移過程中與勢壘中的晶格原子發(fā)生碰撞，當把價鍵中電子碰撞出來后，就會產生一對可以導電的電子空穴對，而這樣的載流子增加方式也就是載流子的倍增效應。而當器件中因為載流子的倍增效應在耗盡區(qū)的載流子濃度達到無窮大時，器件就發(fā)生了雪崩擊穿。

在相同的反偏電壓下，對比不同器件耗盡區(qū)中的最大電場強度的值，可以判斷件擊穿電壓的大小。另一方面，通過改變器件中的那些可以影響電場強度分布的器件結構參數(shù)，可以降低一定的反向耐壓下器件中的最大電場強度值，從而達到增加器件擊穿電壓的目的的。

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