肖特基二極管 - 器件、類型、特性和用途
肖特基二極管，或更準確地說是肖特基勢壘二極管，是基於金屬-半導體接觸製成的半導體器件，而傳統二極管使用的是半導體 pn 結。
肖特基二極管的名字和它在電子學中的出現要歸功於德國物理學家沃爾特肖特基，他在 1938 年研究了新發現的勢壘效應，證實了早期的理論，根據該理論，即使金屬的電子發射也受到勢壘的阻礙，但是隨著施加的外部電場，這個勢壘會降低。沃爾特·肖特基 (Walter Schottky) 發現了這種效應，後來被稱為肖特基效應，以紀念這位科學家。
身體方面
檢查金屬和半導體之間的接觸，可以看出，如果在半導體表面附近有一個區域耗盡了大部分載流子，那麼在該半導體與半導體一側的金屬接觸的區域中，空間區域由電離受體和供體形成電荷，並發生阻塞接觸——肖特基勢壘本身……這種勢壘在什麼條件下發生？來自固體表面的熱電子輻射電流由理查森方程確定：
讓我們創造條件，當半導體（例如 n 型）與金屬接觸時，來自金屬的電子的熱力學功函數將大於來自半導體的電子的熱力學功函數。在這樣的條件下，根據理查森方程，半導體表面的熱電子輻射電流將大於金屬表面的熱電子輻射電流：
在最初的時刻，當這些材料接觸時，從半導體到金屬的電流將超過反向電流（從金屬到半導體），因此在半導體和金屬的近表面區域金屬，空間電荷將開始積累——在半導體中為正電荷，在金屬中為負電荷。在接觸區域，會產生由這些電荷形成的電場，並且會發生能帶彎曲。
在場的作用下，半導體的熱力學功函數會增加，並且會持續增加，直到熱力學功函數和相應的施加到表面的熱電子輻射電流在接觸區變得相等。
隨著 p 型半導體和金屬勢壘的形成，過渡到平衡狀態的圖片類似於所考慮的 n 型半導體和金屬的示例。外加電壓的作用是調節半導體空間電荷區的勢壘高度和電場強度。
上圖為肖特基勢壘形成各個階段的面積圖。在接觸區的平衡條件下，熱發射電流均衡，由於場的作用，出現勢壘，勢壘的高度等於熱力學功函數之間的差異：φk = FMe - Фп / п。
顯然，肖特基勢壘的電流-電壓特性是不對稱的。在正向，電流隨施加的電壓呈指數增加。在相反的方向上，電流不依賴於電壓，在這兩種情況下，電流都是由電子作為主要電荷載體驅動的。
因此，肖特基二極管以其速度著稱，因為它們排除了需要額外時間的擴散和復合過程。電流對電壓的依賴性與載流子數量的變化有關，因為這些載流子參與了電荷轉移過程。外部電壓會改變可以從肖特基勢壘的一側傳遞到另一側的電子數量。
由於製造技術和所描述的工作原理，肖特基二極管的正向壓降很低，遠小於傳統的 p-n 二極管。
在這裡，即使是通過接觸區域的小初始電流也會導致熱量釋放，從而導致額外載流子的出現。在這種情況下，沒有註入少數載流子。
因此，肖特基二極管沒有擴散電容，因為沒有少數載流子，因此與半導體二極管相比速度非常高。事實證明這是一個尖銳的不對稱 p-n 結的外觀。
因此，首先，肖特基二極管是用於各種用途的微波二極管：檢測器、混頻、雪崩傳輸、參量、脈衝、倍增。肖特基二極管可用作輻射探測器、應變計、核輻射探測器、光調製器以及高頻整流器。
圖表上的肖特基二極管名稱
今天的二極管肖特基
如今，肖特基二極管廣泛應用於電子設備中。在圖中，它們的描述與傳統二極管不同。您經常可以在電源開關的典型三針外殼中找到雙肖特基整流器。這種雙重結構內部包含兩個肖特基二極管，由陰極或陽極連接，比陰極更常見。
組件中的二極管具有非常相似的參數，因為每個這樣的節點都是在一個工藝週期內生產的，因此它們的工作溫度相應地相同，可靠性更高。 0.2-0.4 伏的持續壓降以及高速（納秒單位）是肖特基二極管相對於其 p-n 二極管的無疑優勢。
二極管中肖特基勢壘的特性與低壓降有關，在高達 60 伏的施加電壓下表現出來，儘管速度保持穩定。今天，25CTQ045 型肖特基二極管（組件中每對二極管的電壓高達 45 伏，電流高達 30 安培）可以在許多開關電源中找到，它們用作電流的整流器高達幾百千赫茲。
不可能不談到肖特基二極管的缺點這個話題，當然有，而且有兩個。首先，短期超過臨界電壓會立即禁用二極管。其次，溫度對最大反向電流有很大影響。在非常高的結溫下，二極管在額定電壓下工作時會簡單地達到平衡。
任何無線電愛好者在實踐中都離不開肖特基二極管。最流行的二極管可以在這裡註明：1N5817、1N5818、1N5819、1N5822、SK12、SK13、SK14。這些二極管提供輸出和 SMD 版本。無線電愛好者非常欣賞它們的主要是它們的高速和低結壓降——最大 0.55 伏——而且這些組件的成本很低。
出於某種目的，罕見的 PCB 沒有肖特基二極管。肖特基二極管在某處用作反饋電路的低功率整流器，在某處用作 0.3 - 0.4 伏電平的穩壓器，在某處用作檢測器。
在下表中，您可以看到當今最常見的低功耗肖特基二極管的參數。