肖特基势垒二极管相关的物理机制可根据哪些特性参量考量

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2023-03-30 04:27:53 594

肖特基势垒二极管相关的物理机制可根据哪些特性参量考量，肖特基势垒二极管的电学特性优劣的主要参数有正向导通电压、反向漏电流密度及击穿电压。

肖特基二极管的正向特性和阻断特性

1.肖特基势垒二极管的正向导通特性

对于Si，Ge，GaAs，SiC这些材料，都有较高的载流子迁移率，也就有较大的平均自由程，因而在室温下，这些半导体材料的肖特基势垒中的电流输入机制主要是依靠多数载流子的热电子发射机制。

这些材料组成的器件器件上的正向电压增加后，器件中的IV特性曲线将偏离理论计算曲线，其实这主要是因为器件的串联电阻的影响，在较大的正向导通电流密度下，串联电阻导致的额外分压会使实际加在肖特基结上的电压下降。

2.肖特基势垒二极管的反向阻断特性

当肖特基二极管在反向偏置时，漏电流主要也是由热电子发射所造成的，从理论上考虑，器件的反向漏电流密度其实应该是一个恒定的值，而事实上，从实际器件的典型反向漏电曲线，我们知道，其漏电流是随着反向偏压的增加而逐渐增大的，而这一点对于器件的应用来说是个不利的因素，因为会增加器件的功耗，从而造成能源的浪费。

器件在反偏电压下漏电流密度增大的主要原因是，镜像力引起的势垒降低，从而导致的热电子发射电流增加引起的，而如果减小器件肖特基结表面附件的峰值电场强度就可以改进肖特基器件的反向阻断特性。

由于SiC肖特基二极管由于耐高压特性，多被用来应用在高压领域，如果利用平面肖特基结结构，在很高的反向电压下，肖特基结表面的电场强度就会很大，由镜像力引起的势垒降低效应就会更加明显，自然会使得器件具有比低压平面肖特基器件更难以接受的高漏电特性。

3.肖特基二极管的击穿电压

对于整流器件，我们知道在电子设备厂商选型时， .步就是看器件的反向耐压是否符合具体应用的要求。对于肖特基二极管器件来说，此击穿电压主要就是器件的雪崩击穿电压。

雪崩击穿的主要过程为：器件在不断增强的反向偏压下，势垒区中的电场强度也逐渐增加，在势垒区中的电子和空穴受到强的电场影响，会有很大的漂移动能，他们在漂移过程中与势垒中的晶格原子发生碰撞，当把价键中电子碰撞出来后，就会产生一对可以导电的电子空穴对，而这样的载流子增加方式也就是载流子的倍增效应。而当器件中因为载流子的倍增效应在耗尽区的载流子浓度达到无穷大时，器件就发生了雪崩击穿。

在相同的反偏电压下，对比不同器件耗尽区中的最大电场强度的值，可以判断件击穿电压的大小。另一方面，通过改变器件中的那些可以影响电场强度分布的器件结构参数，可以降低一定的反向耐压下器件中的最大电场强度值，从而达到增加器件击穿电压的目的的。

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