一、肖特基二極管的工作原理

肖特基勢壘二極管（SBD）屬于金屬 - 半導(dǎo)體結(jié)電子器件，其核心結(jié)構(gòu)是由一層金屬（常見的如金、鉬、鎳、鈦等）與 N 型半導(dǎo)體（如硅、砷化鎵等）形成的肖特基勢壘接觸。

當(dāng)金屬與 N 型半導(dǎo)體相接觸時，由于 N 型半導(dǎo)體中的電子濃度遠(yuǎn)高于金屬，電子會在濃度梯度的驅(qū)動下，從 N 型半導(dǎo)體（B）向金屬（A）擴(kuò)散。然而，金屬中缺乏空穴，因此不存在空穴從金屬向半導(dǎo)體的擴(kuò)散運動。隨著電子的不斷擴(kuò)散，半導(dǎo)體表面的電子濃度逐漸降低，導(dǎo)致表面電中性被破壞，從而形成了一個從半導(dǎo)體指向金屬的勢壘電場。在該電場的作用下，金屬中的電子會產(chǎn)生從金屬向半導(dǎo)體的漂移運動，這種漂移運動會在一定程度上抵消由于擴(kuò)散運動而產(chǎn)生的電場。當(dāng)空間電荷區(qū)擴(kuò)展到一定寬度后，電子的漂移運動和擴(kuò)散運動達(dá)到動態(tài)平衡，最終形成了穩(wěn)定的肖特基勢壘。

二、肖特基二極管的結(jié)構(gòu)與特性

肖特基二極管不同于傳統(tǒng)的 PN 結(jié)二極管，它不依賴 P 型和 N 型半導(dǎo)體的 PN 結(jié)，而是采用金屬與 N 型半導(dǎo)體形成的肖特基結(jié)。這種獨特的結(jié)構(gòu)賦予了肖特基二極管一系列 distinctive 的電氣特性。

低正向壓降 ：肖特基二極管的正向?qū)妷航担╒F）非常小，通常在 0.2 - 0.3V 之間。這是由于肖特基勢壘的高度低于傳統(tǒng) PN 結(jié)二極管的勢壘高度，因此其正向?qū)ㄩT限電壓和正向壓降都比 PN 結(jié)二極管低約 0.2V。這一特性使得肖特基二極管在低壓、大電流的應(yīng)用場景中具有顯著的優(yōu)勢，能夠有效降低導(dǎo)通損耗，提高電能轉(zhuǎn)換效率。

快速反向恢復(fù)時間 ：肖特基二極管是一種多數(shù)載流子導(dǎo)電器件，不存在少數(shù)載流子壽命和反向恢復(fù)問題。其反向恢復(fù)時間僅由肖特基勢壘電容的充、放電時間決定，與 PN 結(jié)二極管的反向恢復(fù)時間有本質(zhì)區(qū)別。由于肖特基二極管的反向恢復(fù)電荷非常少，因此其開關(guān)速度極快，反向恢復(fù)時間可以達(dá)到納秒（ns）級別，開關(guān)損耗也特別小。這一特性使其特別適合于高頻應(yīng)用，能夠在高頻電路中實現(xiàn)快速的開關(guān)動作，減少能量損耗。

高頻工作能力 ：由于肖特基二極管中少數(shù)載流子的存儲效應(yīng)可以忽略不計，其頻率響應(yīng)主要受到 RC 時間常數(shù)的限制。因此，肖特基二極管具備出色的高頻性能，工作頻率可高達(dá) 100GHz。這使得它成為高頻和快速開關(guān)電路的理想選擇，廣泛應(yīng)用于通信、射頻等高頻領(lǐng)域，為高頻信號的處理和傳輸提供可靠的半導(dǎo)體器件支持。

耐壓限制 ：肖特基二極管的反向勢壘相對較薄，并且在其表面容易發(fā)生擊穿現(xiàn)象，因此其反向擊穿電壓通常較低，一般不超過 100V。相比之下，PN 結(jié)二極管在反向耐壓方面具有更好的性能。此外，肖特基二極管比 PN 結(jié)二極管更容易受到熱擊穿的影響，導(dǎo)致其反向漏電流相對較大。這一特性限制了肖特基二極管在高電壓應(yīng)用場景中的使用，但在中低電壓領(lǐng)域，其優(yōu)勢依然明顯。

三、肖特基二極管的偏置特性

正向偏壓 ：當(dāng)金屬端接正電壓、半導(dǎo)體端接負(fù)電壓時，肖特基勢壘的寬度會減小。此時，電子能夠獲得足夠的能量越過勢壘，形成導(dǎo)電通道，電流主要依賴熱電子發(fā)射效應(yīng)。在這種情況下，肖特基二極管呈現(xiàn)低電阻狀態(tài)，電流可以順利通過。

反向偏壓 ：當(dāng)金屬端接負(fù)電壓、半導(dǎo)體端接正電壓時，勢壘寬度會增加。電子難以獲得足夠的能量越過勢壘，因此肖特基二極管呈現(xiàn)出高阻截止?fàn)顟B(tài)，電流幾乎無法通過。此時，器件能夠有效阻擋反向電流，起到單向?qū)щ姷淖饔谩?/div>