肖特基二极管补补课-有点懵。。。

大学模电里面没有肖特基二极管的内容,然而在实际工作中,肖特基二极管甚至比普通二极管用得还要多。

与此同时,肖特基二极管和PN结二极管的工作原理是完全不同的

这节就来简单说一说我对肖特基二极管工作原理的理解。

 

肖特基二极管的工作原理

肖特基二极管,本质上就是金属和半导体材料接触的时候,在界面半导体处的能带弯曲,形成了肖特基势垒

这个定义比较官方,估计看一眼就忘记了。

那么如何通俗理解呢?

其实就是金属和半导体接触的时候,电子会从半导体跑到金属里面去。半导体失去电子,就会带正电,形成空间电荷区(不可移动的正离子构成),这个空间电荷区,会阻止半导体的电子继续向金属移动,也就是说形成了肖特基势垒。

当在这个势垒上面加上正向电压(金属电压>半导体电压),那么半导体和金属之间的势垒就降低了。如此一来呢,电子就会从半导体流向金属,从而形成正向电流。

反之,当加上反向电压,势垒被加大,电流基本为0,也就是说反偏截止了。

这,就是肖特基二极管的工作原理。

估计会有疑问:扩散不是从浓度高向浓度低的方向扩散?怎么会是金属失去电子呢?金属的自由电子那么多,搞错了?

错当然是没错,这个时候是不能用扩散来解释的。

那怎么解释呢?

这么理解吧,一个金属块,里面有很多自由电子,我们称它们“自由”,说的是它们在这个金属块里面可以自由的移动,只有加一点点电压,电子就能在金属块内运动。

但是如果想让它们脱离金属,飞到真空中去,这个应该是挺难的吧。难归难,就有一个参数衡量到底有多难,那就是功函数

功函数也叫逸出功,就是把电子从固体内部弄到外部去,所需的最少的能量。

事实表明,这个能量,金属要比半导体(半导体称为电子亲合能)要大。所以,电子更难脱离金属,而半导体相对容易一点。

因此,金属与半导体搞到一起的时候,是金属得到电子。

估计又有人说:话都让你说了,PN结用浓度差扩散理论。

现在肖特基结,你又搞出个逸出功,得出另外一个结论,你长得帅,说什么都对?

虽然我长得不帅,但事实就是如此。

P型半导体,N型半导体,里面其实绝大多数都是硅原子,只是掺杂了少许杂质,它们的主要特性没有变化,就是硅晶体。

因此,可以看作是同一种材料

金属和半导体,它们完全是两种材料,得失电子就要考虑逸出功。

其实,P型半导体和N型半导体,我们也是可以考虑逸出功的。只不过它们可以看作是一种材料,逸出功是一样的,也就是没有影响,所以一般也就不提了,主要考虑扩散作用了。

问题又来了:你说金属与半导体接触会形成肖特基二极管,那我们实际用的PN结二极管,焊接的两个管脚是金属导体吧,而里面又是半导体。

所以肯定有金属和半导体接触吧,怎么没听说形成了肖特基二极管?

这里呢,需要说明一下,金属与半导体相接触,并不是一定会形成二极管。

N型半导体掺杂很高的时候,形成的势垒会非常的薄,这时的电子呢,可以通过隧道效应直接就穿过这个薄的势垒了。

这时候,这个势垒就相当于是一个低阻值的电阻了,没有二极管的整流特性。这种接触称为欧姆接触

而掺杂低的时候,形成的势垒相对较宽,电子就不能因为隧道效应越过势垒区了,这时候会形成二极管,这种金属-半导体接触就叫肖特基接触


肖特基二极管为什么速度快

都知道肖特基二极管比普通的二极管的速度更快,那为什么呢?

通过我们前面的文章知道,普通二极管的速度慢,其原因就是因为有反向恢复时间,而反向恢复时间是因为少数载流子的存储作用导致的。

不清楚的话,可以点下面的链接再看看。

      链接:二极管结电容和反向恢复时间都是怎么来的

而从肖特基二极管的工作原理可以看出,它只有一种载流子,那就是电子,也是多子。

所以就不存在反向恢复时间了,或者说反向恢复时间很短吧。

 

有点儿懵?

我在写这个文章的时候,也是看了不少。其中百度百科让我有点儿懵,我给大家贴出来看看。

贵金属中只有极少量的自由电子???

逗我呢?难道是我错了?

 

结尾

本文说了下我个人对肖特基二极管原理的理解,希望对同学们有所帮助。

若有错漏的地方,请在留言区指出,一起进步。

硬件工程师炼成之路 硬件工程师的分享、交流、学习的地方。
评论
  • 国产光耦合器正以其创新性和多样性引领行业发展。凭借强大的研发能力,国内制造商推出了适应汽车、电信等领域独特需求的专业化光耦合器,为各行业的技术进步提供了重要支持。本文将重点探讨国产光耦合器的技术创新与产品多样性,以及它们在推动产业升级中的重要作用。国产光耦合器创新的作用满足现代需求的创新模式新设计正在满足不断变化的市场需求。例如,高速光耦合器满足了电信和数据处理系统中快速信号传输的需求。同时,栅极驱动光耦合器支持电动汽车(EV)和工业电机驱动器等大功率应用中的精确高效控制。先进材料和设计将碳化硅
    克里雅半导体科技 2024-11-29 16:18 161浏览
  • 光耦合器作为关键技术组件,在确保安全性、可靠性和效率方面发挥着不可或缺的作用。无论是混合动力和电动汽车(HEV),还是军事和航空航天系统,它们都以卓越的性能支持高要求的应用环境,成为现代复杂系统中的隐形功臣。在迈向更环保技术和先进系统的过程中,光耦合器的重要性愈加凸显。1.混合动力和电动汽车中的光耦合器电池管理:保护动力源在电动汽车中,电池管理系统(BMS)是最佳充电、放电和性能监控背后的大脑。光耦合器在这里充当守门人,将高压电池组与敏感的低压电路隔离开来。这不仅可以防止潜在的损坏,还可以提高乘
    腾恩科技-彭工 2024-11-29 16:12 119浏览
  • 《高速PCB设计经验规则应用实践》+PCB绘制学习与验证读书首先看目录,我感兴趣的是这一节;作者在书中列举了一条经典规则,然后进行详细分析,通过公式推导图表列举说明了传统的这一规则是受到电容加工特点影响的,在使用了MLCC陶瓷电容后这一条规则已经不再实用了。图书还列举了高速PCB设计需要的专业工具和仿真软件,当然由于篇幅所限,只是介绍了一点点设计步骤;我最感兴趣的部分还是元件布局的经验规则,在这里列举如下:在这里,演示一下,我根据书本知识进行电机驱动的布局:这也算知行合一吧。对于布局书中有一句:
    wuyu2009 2024-11-30 20:30 89浏览
  • RDDI-DAP错误通常与调试接口相关,特别是在使用CMSIS-DAP协议进行嵌入式系统开发时。以下是一些可能的原因和解决方法: 1. 硬件连接问题:     检查调试器(如ST-Link)与目标板之间的连接是否牢固。     确保所有必要的引脚都已正确连接,没有松动或短路。 2. 电源问题:     确保目标板和调试器都有足够的电源供应。     检查电源电压是否符合目标板的规格要求。 3. 固件问题: &n
    丙丁先生 2024-12-01 17:37 57浏览
  • 艾迈斯欧司朗全新“样片申请”小程序,逾160种LED、传感器、多芯片组合等产品样片一触即达。轻松3步完成申请,境内免费包邮到家!本期热荐性能显著提升的OSLON® Optimal,GF CSSRML.24ams OSRAM 基于最新芯片技术推出全新LED产品OSLON® Optimal系列,实现了显著的性能升级。该系列提供五种不同颜色的光源选项,包括Hyper Red(660 nm,PDN)、Red(640 nm)、Deep Blue(450 nm,PDN)、Far Red(730 nm)及Ho
    艾迈斯欧司朗 2024-11-29 16:55 157浏览
  • 光伏逆变器是一种高效的能量转换设备,它能够将光伏太阳能板(PV)产生的不稳定的直流电压转换成与市电频率同步的交流电。这种转换后的电能不仅可以回馈至商用输电网络,还能供独立电网系统使用。光伏逆变器在商业光伏储能电站和家庭独立储能系统等应用领域中得到了广泛的应用。光耦合器,以其高速信号传输、出色的共模抑制比以及单向信号传输和光电隔离的特性,在光伏逆变器中扮演着至关重要的角色。它确保了系统的安全隔离、干扰的有效隔离以及通信信号的精准传输。光耦合器的使用不仅提高了系统的稳定性和安全性,而且由于其低功耗的
    晶台光耦 2024-12-02 10:40 63浏览
  • 戴上XR眼镜去“追龙”是种什么体验?2024年11月30日,由上海自然博物馆(上海科技馆分馆)与三湘印象联合出品、三湘印象旗下观印象艺术发展有限公司(下简称“观印象”)承制的《又见恐龙》XR嘉年华在上海自然博物馆重磅开幕。该体验项目将于12月1日正式对公众开放,持续至2025年3月30日。双向奔赴,恐龙IP撞上元宇宙不久前,上海市经济和信息化委员会等部门联合印发了《上海市超高清视听产业发展行动方案》,特别提到“支持博物馆、主题乐园等场所推动超高清视听技术应用,丰富线下文旅消费体验”。作为上海自然
    电子与消费 2024-11-30 22:03 75浏览
  • 最近几年,新能源汽车愈发受到消费者的青睐,其销量也是一路走高。据中汽协公布的数据显示,2024年10月,新能源汽车产销分别完成146.3万辆和143万辆,同比分别增长48%和49.6%。而结合各家新能源车企所公布的销量数据来看,比亚迪再度夺得了销冠宝座,其10月新能源汽车销量达到了502657辆,同比增长66.53%。众所周知,比亚迪是新能源汽车领域的重要参与者,其一举一动向来为外界所关注。日前,比亚迪汽车旗下品牌方程豹汽车推出了新车方程豹豹8,该款车型一上市就迅速吸引了消费者的目光,成为SUV
    刘旷 2024-12-02 09:32 62浏览
  • 在电子技术快速发展的今天,KLV15002光耦固态继电器以高性能和强可靠性完美解决行业需求。该光继电器旨在提供无与伦比的电气隔离和无缝切换,是现代系统的终极选择。无论是在电信、工业自动化还是测试环境中,KLV15002光耦合器固态继电器都完美融合了效率和耐用性,可满足当今苛刻的应用需求。为什么选择KLV15002光耦合器固态继电器?不妥协的电压隔离从本质上讲,KLV15002优先考虑安全性。输入到输出隔离达到3750Vrms(后缀为V的型号为5000Vrms),确保即使在高压情况下,敏感的低功耗
    克里雅半导体科技 2024-11-29 16:15 119浏览
  • 学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习笔记&记录学习习笔记&记学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&
    youyeye 2024-11-30 14:30 65浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦