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2022

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肖特基二极管工作原理

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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。