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2022

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肖特基二極體工作原理

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肖特基二極管,本質上就是金屬和半導體材料接觸的時候,在界面半導體處的能帶彎曲,形成了肖特基勢壘。

這個定義比較官方,估計看一眼就忘記了。

那麼如何通俗理解呢?

其實就是金屬和半導體接觸的時候,電子會從半導體跑到金屬裡面去。半導體失去電子,就會帶正電,形成空間電荷區(不可移動的正離子構成),這個空間電荷區,會阻止半導體的電子繼續向金屬移動,也就是說形成了肖特基勢壘。

當在這個勢壘上面加上正向電壓(金屬電壓>半導體電壓),那麼半導體和金屬之間的勢壘就降低了。如此一來呢,電子就會從半導體流向金屬,從而形成正向電流。

反之,當加上反向電壓,勢壘被加大,電流基本為0,也就是說反偏截止了。

這,就是肖特基二極管的工作原理。

估計會有疑問:擴散不是從濃度高向濃度低的方向擴散?怎麼會是金屬失去電子呢?金屬的自由電子那麼多,搞錯了?

錯當然是沒錯,這個時候是不能用擴散來解釋的。

那怎麼解釋呢?

這麼理解吧,一個金屬塊,裡面有很多自由電子,我們稱它們“自由”,說的是它們在這個金屬塊裡面可以自由的移動,只有加一點點電壓,電子就能在金屬塊內運動。

但是如果想讓它們脫離金屬,飛到真空中去,這個應該是挺難的吧。難歸難,就有一個參數衡量到底有多難,那就是功函數。

功函數也叫逸出功,就是把電子從固體內部弄到外部去,所需的最少的能量。

事實表明,這個能量,金屬要比半導體(半導體稱為電子親合能)要大。所以,電子更難脫離金屬,而半導體相對容易一點。

因此,金屬與半導體搞到一起的時候,是金屬得到電子。

肖特基二極管