《半導(dǎo)體物理器》 (2)ppt課件

1、第四章第四章 金屬金屬-半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)肖特基勢(shì)壘界面態(tài)對(duì)勢(shì)壘高度的影響鏡像力對(duì)勢(shì)壘高度的影響肖特基勢(shì)壘二極管的電流-電壓特性肖特基勢(shì)壘二極管的構(gòu)造金屬-絕緣體-半導(dǎo)體肖特基勢(shì)壘二極管肖特基勢(shì)壘二極管和PN結(jié)二極管之間的比較肖特基勢(shì)壘二極管的運(yùn)用歐姆接觸金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)引言引言金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)器件是運(yùn)用于電子學(xué)的最古老的固態(tài)器件。半導(dǎo)體結(jié)器件是運(yùn)用于電子學(xué)的最古老的固態(tài)器件。金屬金屬半導(dǎo)體構(gòu)成的冶金學(xué)接觸叫做金屬半導(dǎo)體構(gòu)成的冶金學(xué)接觸叫做金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)M-SM-S結(jié)或金屬結(jié)或金屬- -半半導(dǎo)體接觸。把須狀的金屬觸針壓在半導(dǎo)體晶體上或者在高真空下向半導(dǎo)體外導(dǎo)體接觸

2、。把須狀的金屬觸針壓在半導(dǎo)體晶體上或者在高真空下向半導(dǎo)體外表上蒸鍍大面積的金屬薄膜都可以實(shí)現(xiàn)金屬表上蒸鍍大面積的金屬薄膜都可以實(shí)現(xiàn)金屬- -半導(dǎo)體結(jié)，前者稱為點(diǎn)接觸，半導(dǎo)體結(jié)，前者稱為點(diǎn)接觸，后者那么相對(duì)地叫做面接觸。后者那么相對(duì)地叫做面接觸。金屬金屬- -半導(dǎo)體接觸出現(xiàn)兩個(gè)最重要的效應(yīng)：其一是整流效應(yīng)，其二是歐姆半導(dǎo)體接觸出現(xiàn)兩個(gè)最重要的效應(yīng)：其一是整流效應(yīng)，其二是歐姆效應(yīng)。前者稱為整流接觸，又叫做整流結(jié)。后者稱為歐姆接觸，又叫做非整效應(yīng)。前者稱為整流接觸，又叫做整流結(jié)。后者稱為歐姆接觸，又叫做非整流結(jié)。流結(jié)。18741874年布朗年布朗BrawnBrawn就提出了金屬與硫化鉛晶體接觸間具有

3、不對(duì)稱的就提出了金屬與硫化鉛晶體接觸間具有不對(duì)稱的導(dǎo)電特性。導(dǎo)電特性。19061906年皮卡德年皮卡德PickardPickard獲得了硅點(diǎn)接觸整流器專利。獲得了硅點(diǎn)接觸整流器專利。金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)引言引言19381938年肖特基和莫特年肖特基和莫特MottMott各自獨(dú)立提出電子以漂移和分散的方式解各自獨(dú)立提出電子以漂移和分散的方式解釋勢(shì)壘的觀念。釋勢(shì)壘的觀念。十九世紀(jì)二十年代出現(xiàn)了鎢十九世紀(jì)二十年代出現(xiàn)了鎢- -硫化鉛點(diǎn)接觸整流器和氧化亞銅整流器。硫化鉛點(diǎn)接觸整流器和氧化亞銅整流器。同年，塔姆同年，塔姆TammTamm提出外表態(tài)的概念。提出外表態(tài)的概念。19311931年肖特

4、基年肖特基(Schottky)(Schottky)等人提出等人提出M-SM-S接觸處能夠存在某種接觸處能夠存在某種“勢(shì)壘的想法。勢(shì)壘的想法。19321932年威爾遜年威爾遜WilsonWilson等用量子實(shí)際的隧道效應(yīng)和勢(shì)壘的概念解釋了等用量子實(shí)際的隧道效應(yīng)和勢(shì)壘的概念解釋了M-SM-S接觸的整流效應(yīng)。接觸的整流效應(yīng)。19071907年皮爾斯年皮爾斯PiercePierce提出，在各種半導(dǎo)體上濺射金屬可以制成整流提出，在各種半導(dǎo)體上濺射金屬可以制成整流二極管。二極管。金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)引言引言非整流結(jié)不論外加電壓的極性如何都具有低的歐姆壓降而且不呈整流效非整流結(jié)不論外加電壓的極性如

5、何都具有低的歐姆壓降而且不呈整流效應(yīng)。這種接觸幾乎對(duì)一切半導(dǎo)體器件的研制和消費(fèi)都是不可短少的部分，應(yīng)。這種接觸幾乎對(duì)一切半導(dǎo)體器件的研制和消費(fèi)都是不可短少的部分，由于一切半導(dǎo)體器件都需求用歐姆接觸與其它器件或電路元件相銜接。由于一切半導(dǎo)體器件都需求用歐姆接觸與其它器件或電路元件相銜接。由于點(diǎn)接觸二極管的反復(fù)性很差，由于點(diǎn)接觸二極管的反復(fù)性很差，5050年代，在大多數(shù)情況下它們已由年代，在大多數(shù)情況下它們已由PNPN結(jié)二極管所替代。結(jié)二極管所替代。到到7070年代，采用新的半導(dǎo)體平面工藝和真空工藝來(lái)制造具有反復(fù)性的金年代，采用新的半導(dǎo)體平面工藝和真空工藝來(lái)制造具有反復(fù)性的金屬屬- -半導(dǎo)體接觸，

6、使金屬半導(dǎo)體接觸，使金屬- -半導(dǎo)體結(jié)器件獲得迅速的開(kāi)展和運(yùn)用。半導(dǎo)體結(jié)器件獲得迅速的開(kāi)展和運(yùn)用。19471947年巴丁年巴丁BardeinBardein提出巴丁勢(shì)壘模型提出巴丁勢(shì)壘模型金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.14.1肖特基勢(shì)壘肖特基勢(shì)壘4.1.1 4.1.1 肖特基勢(shì)壘的構(gòu)成肖特基勢(shì)壘的構(gòu)成Smqq思索金屬與思索金屬與N-N-半導(dǎo)體半導(dǎo)體Sq半導(dǎo)體功函數(shù)半導(dǎo)體功函數(shù)mq金屬的功函數(shù)金屬的功函數(shù)S半導(dǎo)體的電子親和勢(shì)半導(dǎo)體的電子親和勢(shì)假設(shè)半導(dǎo)體外表沒(méi)有外表態(tài)，接觸是理想的，半導(dǎo)體能帶直到外表都是平直的。假設(shè)半導(dǎo)體外表沒(méi)有外表態(tài)，接觸是理想的，半導(dǎo)體能帶直到外表都是平直的。自建電勢(shì)差自建

7、電勢(shì)差lnlnCCncFTTdNNVEEqVVnN0ms0bnVbmsqq對(duì)于金屬流向半導(dǎo)體的電子，勢(shì)壘高度對(duì)于金屬流向半導(dǎo)體的電子，勢(shì)壘高度或或其中：其中：金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.14.1肖特基勢(shì)壘肖特基勢(shì)壘4.1.2 4.1.2 加偏壓的肖特基勢(shì)壘加偏壓的肖特基勢(shì)壘正偏壓：在半導(dǎo)體上相對(duì)于金屬加一負(fù)電壓正偏壓：在半導(dǎo)體上相對(duì)于金屬加一負(fù)電壓V半導(dǎo)體半導(dǎo)體- -金屬之間的電勢(shì)差減少為金屬之間的電勢(shì)差減少為 ， 變成變成V00q0()qV反偏壓：正電壓反偏壓：正電壓 加于半導(dǎo)體上加于半導(dǎo)體上V勢(shì)壘被提高到勢(shì)壘被提高到)(0RVq金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.14.1肖特基勢(shì)壘肖特

8、基勢(shì)壘4.1.2 4.1.2 加偏壓的肖特基勢(shì)壘加偏壓的肖特基勢(shì)壘根據(jù)加偏壓的的肖特基勢(shì)壘能帶圖與單邊突變根據(jù)加偏壓的的肖特基勢(shì)壘能帶圖與單邊突變PNPN結(jié)，正偏壓下半導(dǎo)體一邊勢(shì)結(jié)，正偏壓下半導(dǎo)體一邊勢(shì)壘的降低使得半導(dǎo)體中的電子更易于移向金屬，可以流過(guò)大的電流。在反向偏壘的降低使得半導(dǎo)體中的電子更易于移向金屬，可以流過(guò)大的電流。在反向偏壓條件下，半導(dǎo)體一邊勢(shì)壘被提高。被提高的勢(shì)壘阻撓電子由半導(dǎo)體向金屬渡壓條件下，半導(dǎo)體一邊勢(shì)壘被提高。被提高的勢(shì)壘阻撓電子由半導(dǎo)體向金屬渡越。流過(guò)的電流很小。這闡明肖特基勢(shì)壘具有單導(dǎo)游電性即整流特性。越。流過(guò)的電流很小。這闡明肖特基勢(shì)壘具有單導(dǎo)游電性即整流特性。由

9、于金屬可包容大量的電子，空間電荷區(qū)很薄，因此加偏壓的的肖特基勢(shì)壘由于金屬可包容大量的電子，空間電荷區(qū)很薄，因此加偏壓的的肖特基勢(shì)壘能帶圖中能帶圖中 幾乎不變。幾乎不變。bq金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.14.1肖特基勢(shì)壘肖特基勢(shì)壘4.1.2 4.1.2 加偏壓的肖特基勢(shì)壘加偏壓的肖特基勢(shì)壘對(duì)于均勻摻雜的半導(dǎo)體，類似于對(duì)于均勻摻雜的半導(dǎo)體，類似于P+NP+N結(jié)，在空間電荷區(qū)解結(jié)，在空間電荷區(qū)解PoissonPoisson方程方程可得空間電荷區(qū)寬度：可得空間電荷區(qū)寬度： 21002dRqNVkWAVNqkWAkCRd210002020221RdVANqkC4-54-5結(jié)電容：結(jié)電容：或：或：金

10、屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.14.1肖特基勢(shì)壘肖特基勢(shì)壘4.1.2 4.1.2 加偏壓的肖特基勢(shì)壘加偏壓的肖特基勢(shì)壘與與PNPN結(jié)情形一樣，可以給出結(jié)情形一樣，可以給出 與與 的關(guān)系曲線以得到直線關(guān)系。從中可的關(guān)系曲線以得到直線關(guān)系。從中可以計(jì)算出自建電勢(shì)和半導(dǎo)體的摻雜濃度以計(jì)算出自建電勢(shì)和半導(dǎo)體的摻雜濃度21 CRV圖圖4-3 4-3 鎢鎢硅和鎢硅和鎢砷化鎵的二極管砷化鎵的二極管1/C21/C2與外加電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系與外加電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系 金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.14.1肖特基勢(shì)壘肖特基勢(shì)壘例題：從圖例題：從圖4-34-3計(jì)算硅肖特基二極管的施主濃度、自建電勢(shì)和勢(shì)壘高度。計(jì)算硅肖特

11、基二極管的施主濃度、自建電勢(shì)和勢(shì)壘高度。解：解： 利用利用4-74-7式式 ，寫(xiě)成，寫(xiě)成22020201212CVAqkCdVdAqkNRRd215116 10RVVC 時(shí)，16215212.1710()4.6101RVVF cmC19152.8 10ln0.026ln0.242.6 10cnTdNVVVNV4 . 0000.40.240.64bnVV2152110.6 10RVVC時(shí)，金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.14.1肖特基勢(shì)壘肖特基勢(shì)壘 學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求了解金屬了解金屬半導(dǎo)體接觸出現(xiàn)兩個(gè)最重要的效應(yīng)半導(dǎo)體接觸出現(xiàn)兩個(gè)最重要的效應(yīng) 畫(huà)出熱平衡情況下的肖特基勢(shì)壘能帶圖畫(huà)出熱平衡情況下的

12、肖特基勢(shì)壘能帶圖了解公式了解公式4-64-64-14-1 4-34-34-54-54-74-7畫(huà)出加偏壓的的肖特基勢(shì)壘能帶圖，根據(jù)能帶圖解釋肖特基勢(shì)壘二極管畫(huà)出加偏壓的的肖特基勢(shì)壘能帶圖，根據(jù)能帶圖解釋肖特基勢(shì)壘二極管的整流特性的整流特性由由 與與 的關(guān)系曲線求出自建電勢(shì)和半導(dǎo)體的摻雜情況的關(guān)系曲線求出自建電勢(shì)和半導(dǎo)體的摻雜情況21 CRV金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)當(dāng)當(dāng) 以下的形狀空著時(shí)以下的形狀空著時(shí)( )( )，外表荷正電，類似于施主的作用。，外表荷正電，類似于施主的作用。0E4.24.2界面態(tài)對(duì)勢(shì)壘高度的影響界面態(tài)對(duì)勢(shì)壘高度的影響0FEE一、界面態(tài)的概念一、界面態(tài)的概念在實(shí)踐的肖特基

13、二極管中，在界面處晶格的斷裂產(chǎn)生大量能量形狀，稱在實(shí)踐的肖特基二極管中，在界面處晶格的斷裂產(chǎn)生大量能量形狀，稱為界面態(tài)或外表態(tài)，位于禁帶內(nèi)。為界面態(tài)或外表態(tài)，位于禁帶內(nèi)。二、界面態(tài)的特點(diǎn)二、界面態(tài)的特點(diǎn)界面態(tài)通常按能量延續(xù)分布，并可用一中性能級(jí)界面態(tài)通常按能量延續(xù)分布，并可用一中性能級(jí) 表征。表征。0E當(dāng)當(dāng) 以上的形狀被占據(jù)時(shí)以上的形狀被占據(jù)時(shí)( )( )，外表荷負(fù)電，類似于受主的作用。，外表荷負(fù)電，類似于受主的作用。0E這些正電荷和金屬外表的負(fù)電荷所構(gòu)成的電場(chǎng)在金屬和半導(dǎo)體之間的微小間這些正電荷和金屬外表的負(fù)電荷所構(gòu)成的電場(chǎng)在金屬和半導(dǎo)體之間的微小間隙隙 中產(chǎn)生電勢(shì)差，所以耗盡層內(nèi)需求較少的

14、電離施主以到達(dá)平衡。中產(chǎn)生電勢(shì)差，所以耗盡層內(nèi)需求較少的電離施主以到達(dá)平衡。在實(shí)踐的接觸中，界面態(tài)的凈電荷為正，類似于施主。在實(shí)踐的接觸中，界面態(tài)的凈電荷為正，類似于施主。假設(shè)被占據(jù)的界面態(tài)高達(dá)假設(shè)被占據(jù)的界面態(tài)高達(dá) ，而，而 以上空著，以上空著，( )( )那么凈外表電荷那么凈外表電荷為零為零, ,這時(shí)的外表為電中性。這時(shí)的外表為電中性。0E0E0FEE0FEE金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.24.2界面態(tài)對(duì)勢(shì)壘高度的影響界面態(tài)對(duì)勢(shì)壘高度的影響三、界面態(tài)的影響三、界面態(tài)的影響圖圖4-4 4-4 被外表態(tài)鉗制的費(fèi)米能級(jí)被外表態(tài)鉗制的費(fèi)米能級(jí)金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.24.2界面態(tài)對(duì)勢(shì)

15、壘高度的影響界面態(tài)對(duì)勢(shì)壘高度的影響三、界面態(tài)的影響三、界面態(tài)的影響結(jié)果是，自建電勢(shì)被顯著降低如圖結(jié)果是，自建電勢(shì)被顯著降低如圖4-4a4-4a，并且，根據(jù)式，并且，根據(jù)式4-34-3，勢(shì)壘高度勢(shì)壘高度 也被降低。從圖也被降低。從圖4-44-4a a看到，更小的看到，更小的 使使 更接更接近近 。與此類似，假設(shè)。與此類似，假設(shè) ，那么在界面態(tài)中有負(fù)電荷，并使，那么在界面態(tài)中有負(fù)電荷，并使 添加，還是使添加，還是使 和和 接近圖接近圖4-4b4-4b。因此，界面態(tài)的電荷具有負(fù)。因此，界面態(tài)的電荷具有負(fù)反響效應(yīng)，它趨向于使反響效應(yīng)，它趨向于使 和和 接近。假設(shè)界面態(tài)密度很大，接近。假設(shè)界面態(tài)密度很大

16、， 那么那么費(fèi)米能級(jí)實(shí)踐上被鉗位在費(fèi)米能級(jí)實(shí)踐上被鉗位在 稱為費(fèi)米能級(jí)釘扎效應(yīng)，而稱為費(fèi)米能級(jí)釘扎效應(yīng)，而 變成變成與金屬和半導(dǎo)體的功函數(shù)無(wú)關(guān)。在大多數(shù)適用的肖特基勢(shì)壘中，界面與金屬和半導(dǎo)體的功函數(shù)無(wú)關(guān)。在大多數(shù)適用的肖特基勢(shì)壘中，界面態(tài)在決議態(tài)在決議 數(shù)值當(dāng)中處于支配位置，勢(shì)壘高度根本上與兩個(gè)功函數(shù)差數(shù)值當(dāng)中處于支配位置，勢(shì)壘高度根本上與兩個(gè)功函數(shù)差以及半導(dǎo)體中的摻雜度無(wú)關(guān)。由實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到的勢(shì)壘高度列于表以及半導(dǎo)體中的摻雜度無(wú)關(guān)。由實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到的勢(shì)壘高度列于表4-14-1中。中。發(fā)現(xiàn)大多數(shù)半導(dǎo)體的能量發(fā)現(xiàn)大多數(shù)半導(dǎo)體的能量 在分開(kāi)價(jià)帶邊在分開(kāi)價(jià)帶邊 附近。附近。 bFE0Ebq0FEEbFE0E

17、FE0E0Ebb0E3gE金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.24.2界面態(tài)對(duì)勢(shì)壘高度的影響界面態(tài)對(duì)勢(shì)壘高度的影響三、界面態(tài)的影響三、界面態(tài)的影響表表4-1 4-1 以電子伏特為單位的以電子伏特為單位的N N型半導(dǎo)體上的肖特基勢(shì)壘高度型半導(dǎo)體上的肖特基勢(shì)壘高度金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.34.3鏡像力對(duì)勢(shì)壘高度的影響鏡像力對(duì)勢(shì)壘高度的影響一、鏡像力降低肖特基勢(shì)壘高度肖特基效應(yīng)一、鏡像力降低肖特基勢(shì)壘高度肖特基效應(yīng)2022021624xkqxkqFxkqFdxxEx02116)(4-8 4-9 鏡象力引起的電子電勢(shì)能為鏡象力引起的電子電勢(shì)能為據(jù)庫(kù)侖定律，鏡像力為據(jù)庫(kù)侖定律，鏡像力為其中邊境條

18、件取為其中邊境條件取為: : 時(shí)，時(shí)， ；和和 時(shí)，時(shí)， 。x0 xE10E 金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.34.3鏡像力對(duì)勢(shì)壘高度的影響鏡像力對(duì)勢(shì)壘高度的影響一、鏡像力降低肖特基勢(shì)壘高度肖特基效應(yīng)一、鏡像力降低肖特基勢(shì)壘高度肖特基效應(yīng)將原來(lái)的理想肖特基勢(shì)壘近似地看成是線性的，因此界面附近的導(dǎo)帶底將原來(lái)的理想肖特基勢(shì)壘近似地看成是線性的，因此界面附近的導(dǎo)帶底勢(shì)能曲線寫(xiě)做勢(shì)能曲線寫(xiě)做2( )E xqEx 4-10 其中其中 為外表附近的電場(chǎng)，等于勢(shì)壘區(qū)最大電場(chǎng)包括內(nèi)建電場(chǎng)和偏壓為外表附近的電場(chǎng)，等于勢(shì)壘區(qū)最大電場(chǎng)包括內(nèi)建電場(chǎng)和偏壓電場(chǎng)?？倓?shì)能為電場(chǎng)?？倓?shì)能為E 2120( )16qE xEx

19、ExqExkx 可見(jiàn)原來(lái)的理想肖特基勢(shì)壘的電子能量在可見(jiàn)原來(lái)的理想肖特基勢(shì)壘的電子能量在 處下降，也就是說(shuō)使肖特基勢(shì)壘高度下降。這就處下降，也就是說(shuō)使肖特基勢(shì)壘高度下降。這就是肖特基勢(shì)壘的鏡像力降低景象，又叫做肖特基是肖特基勢(shì)壘的鏡像力降低景象，又叫做肖特基效應(yīng)。效應(yīng)。0 x金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.34.3鏡像力對(duì)勢(shì)壘高度的影響鏡像力對(duì)勢(shì)壘高度的影響二、勢(shì)壘降低的大小和發(fā)生的位置二、勢(shì)壘降低的大小和發(fā)生的位置 設(shè)勢(shì)壘高度降低的位置發(fā)生在設(shè)勢(shì)壘高度降低的位置發(fā)生在 處，勢(shì)壘高度降低值為處，勢(shì)壘高度降低值為 。 mxbq2202000161616mmmqqEkxqEkxqxkE 0dxx

20、dE令令 ，由，由4-114-11式得到式得到4-12 金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.34.3鏡像力對(duì)勢(shì)壘高度的影響鏡像力對(duì)勢(shì)壘高度的影響二、勢(shì)壘降低的大小和發(fā)生的位置二、勢(shì)壘降低的大小和發(fā)生的位置 由于由于mxE2016bmmqqq xkx 故故002164bmmmqqExxkxk 510EV cm1710EV cm,6,12. 0nmxevqmbnmxevqmb1,2 . 14-13 大電場(chǎng)下，肖特基勢(shì)壘被鏡像力降低很多。大電場(chǎng)下，肖特基勢(shì)壘被鏡像力降低很多。金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.34.3鏡像力對(duì)勢(shì)壘高度的影響鏡像力對(duì)勢(shì)壘高度的影響二、勢(shì)壘降低的大小和發(fā)生的位置二、勢(shì)壘降低

21、的大小和發(fā)生的位置 鏡像力使肖特基勢(shì)壘高度降低的前提是金屬外表附近的半導(dǎo)體導(dǎo)帶要鏡像力使肖特基勢(shì)壘高度降低的前提是金屬外表附近的半導(dǎo)體導(dǎo)帶要有電子存在。有電子存在。 所以在丈量勢(shì)壘高度時(shí)，假設(shè)丈量方法與電子在金屬和半導(dǎo)體間的所以在丈量勢(shì)壘高度時(shí)，假設(shè)丈量方法與電子在金屬和半導(dǎo)體間的輸運(yùn)有關(guān)，那么所得結(jié)果是輸運(yùn)有關(guān)，那么所得結(jié)果是 ；假設(shè)丈量方法只與耗盡層的；假設(shè)丈量方法只與耗盡層的空間電荷有關(guān)而不涉及電子的輸運(yùn)例如電容方法，那么丈量結(jié)空間電荷有關(guān)而不涉及電子的輸運(yùn)例如電容方法，那么丈量結(jié)果不受鏡像力影響。果不受鏡像力影響。bb金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.34.3鏡像力對(duì)勢(shì)壘高度的影響鏡像

22、力對(duì)勢(shì)壘高度的影響三、空穴鏡像力三、空穴鏡像力 空穴也產(chǎn)生鏡像力，它的作用是使半導(dǎo)體能帶的價(jià)帶頂附近向上彎曲，空穴也產(chǎn)生鏡像力，它的作用是使半導(dǎo)體能帶的價(jià)帶頂附近向上彎曲，如圖如圖4-64-6所示，但它不象導(dǎo)帶底那樣有極值，結(jié)果使接觸處的能帶變窄。所示，但它不象導(dǎo)帶底那樣有極值，結(jié)果使接觸處的能帶變窄。金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.34.3鏡像力對(duì)勢(shì)壘高度的影響鏡像力對(duì)勢(shì)壘高度的影響 學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求什么是肖特基效應(yīng)？解釋肖特基效應(yīng)的物理機(jī)制。什么是肖特基效應(yīng)？解釋肖特基效應(yīng)的物理機(jī)制。根據(jù)總能量公式和圖根據(jù)總能量公式和圖4.5c4.5c解釋肖特基效應(yīng)。解釋肖特基效應(yīng)。計(jì)算肖特基勢(shì)壘的降低

23、和總能量最大值發(fā)生的位置。計(jì)算肖特基勢(shì)壘的降低和總能量最大值發(fā)生的位置。金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.44.4肖特基勢(shì)壘二極管的電流肖特基勢(shì)壘二極管的電流- -電壓特性電壓特性熱電子和熱載流子二極管：熱電子和熱載流子二極管：當(dāng)電子來(lái)到勢(shì)壘頂上向金屬發(fā)射時(shí)，它們的能量比金屬電子高出約當(dāng)電子來(lái)到勢(shì)壘頂上向金屬發(fā)射時(shí)，它們的能量比金屬電子高出約 。進(jìn)入金屬之后它們?cè)诮饘僦信鲎惨越o出這份多余的能量之前，由于它們的進(jìn)入金屬之后它們?cè)诮饘僦信鲎惨越o出這份多余的能量之前，由于它們的等效溫度高于金屬中的電子，因此把這些電子看成是熱的。由于這個(gè)緣故，等效溫度高于金屬中的電子，因此把這些電子看成是熱的。由于這

24、個(gè)緣故，肖特基勢(shì)壘二極管有時(shí)被稱為熱載流子二極管。這些載流子在很短的時(shí)間肖特基勢(shì)壘二極管有時(shí)被稱為熱載流子二極管。這些載流子在很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)和金屬電子到達(dá)平衡，這個(gè)時(shí)間普通情況小于內(nèi)就會(huì)和金屬電子到達(dá)平衡，這個(gè)時(shí)間普通情況小于 。ns1 . 0bq金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.44.4肖特基勢(shì)壘二極管的電流肖特基勢(shì)壘二極管的電流- -電壓特性電壓特性一、空間電荷區(qū)中載流子濃度的變化一、空間電荷區(qū)中載流子濃度的變化 對(duì)于非簡(jiǎn)并化情況，導(dǎo)帶電子濃度和價(jià)帶空穴濃度為對(duì)于非簡(jiǎn)并化情況，導(dǎo)帶電子濃度和價(jià)帶空穴濃度為FiiFEEKTEEKTiinnepne4-14 4-15 設(shè)半導(dǎo)體內(nèi)本征費(fèi)米能級(jí)為

25、設(shè)半導(dǎo)體內(nèi)本征費(fèi)米能級(jí)為 ，熱平衡時(shí)半導(dǎo)體內(nèi)部的載流子濃度為，熱平衡時(shí)半導(dǎo)體內(nèi)部的載流子濃度為0iEKTEEiKTEEiFiiFenpenn0000外表空間電荷區(qū)內(nèi)，本征費(fèi)米能級(jí)為外表空間電荷區(qū)內(nèi)，本征費(fèi)米能級(jí)為)()(0 xqExEii4-16 金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.44.4肖特基勢(shì)壘二極管的電流肖特基勢(shì)壘二極管的電流- -電壓特性電壓特性一、空間電荷區(qū)中載流子濃度的變化一、空間電荷區(qū)中載流子濃度的變化 那么空間電荷區(qū)中載流子濃度為那么空間電荷區(qū)中載流子濃度為T(mén)VxKTxqenenxn)(0)(0)(TVxKTxqepepxp)(0)(0)(4-17 4-18在半導(dǎo)體與金屬界面處

26、在半導(dǎo)體與金屬界面處4-19 4-20 TsVsenn0TsVsepp0s稱為外表勢(shì)。稱為外表勢(shì)。取半導(dǎo)體內(nèi)為電勢(shì)零點(diǎn)，那么外表勢(shì)取半導(dǎo)體內(nèi)為電勢(shì)零點(diǎn)，那么外表勢(shì)0s 金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.44.4肖特基勢(shì)壘二極管的電流肖特基勢(shì)壘二極管的電流- -電壓特性電壓特性二、電流電壓特性二、電流電壓特性( (理查森杜師曼理查森杜師曼Richardson-dushmanRichardson-dushman方程方程) )在在 M-S M-S 界面界面TsVsenn04-21 4-22 TbTTnTVcVVVcVseNeeNenn000TbVcSeNnTbVVcSeNn4-23 即即當(dāng)有外加電壓

27、當(dāng)有外加電壓 V V 時(shí)時(shí) 金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.44.4肖特基勢(shì)壘二極管的電流肖特基勢(shì)壘二極管的電流- -電壓特性電壓特性二、電流電壓特性二、電流電壓特性( (理查森杜師曼理查森杜師曼Richardson-dushmanRichardson-dushman方程方程) )由氣體動(dòng)力論，單位時(shí)間入射到單位面積上的電子數(shù)即進(jìn)入金屬的電子數(shù)為由氣體動(dòng)力論，單位時(shí)間入射到單位面積上的電子數(shù)即進(jìn)入金屬的電子數(shù)為thSvn41mkTvth8式中式中4-24 為熱電子的平均熱運(yùn)動(dòng)速度，為熱電子的平均熱運(yùn)動(dòng)速度， 為電子有效質(zhì)量。為電子有效質(zhì)量。mTVVthcSMevqNJb4TVthcMSevq

28、NJb44-25 于是電子從半導(dǎo)體越過(guò)勢(shì)壘向金屬發(fā)射所構(gòu)成的電流密度為于是電子從半導(dǎo)體越過(guò)勢(shì)壘向金屬發(fā)射所構(gòu)成的電流密度為與此同時(shí)電子從金屬向半導(dǎo)體中發(fā)射的電流密度為與此同時(shí)電子從金屬向半導(dǎo)體中發(fā)射的電流密度為金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.44.4肖特基勢(shì)壘二極管的電流肖特基勢(shì)壘二極管的電流- -電壓特性電壓特性二、電流電壓特性二、電流電壓特性( (理查森杜師曼理查森杜師曼Richardson-dushmanRichardson-dushman方程方程) )總電流密度為總電流密度為4-27 14TTbCVVVthMSSMeevqNJJJ4-26 導(dǎo)帶有效形狀密度為導(dǎo)帶有效形狀密度為 ，代入

29、，代入 、 ，得到熱電子，得到熱電子發(fā)射實(shí)際的電流發(fā)射實(shí)際的電流電壓關(guān)系電壓關(guān)系323*22hKTmNCCNthv1102TTTbVVVVVeJeeTRJ金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.44.4肖特基勢(shì)壘二極管的電流肖特基勢(shì)壘二極管的電流- -電壓特性電壓特性二、電流電壓特性二、電流電壓特性( (理查森杜師曼理查森杜師曼Richardson-dushmanRichardson-dushman方程方程) )其中其中4-28 TbVeTRJ20*32*4*hqKmR4-29 4-30 的單位為的單位為 ，其數(shù)值依賴于有效質(zhì)量，對(duì)于，其數(shù)值依賴于有效質(zhì)量，對(duì)于N N型硅和型硅和P P型硅，型硅，分

30、別為分別為110110和和3232；對(duì)于；對(duì)于N N型和型和P P型型GaAsGaAs，分別為，分別為8 8和和7474。R22cmKA2200*120*RR mmmmA cm K稱為有效理查森常數(shù)，它是在電子向真空中發(fā)射時(shí)的里查森常數(shù)中，用半導(dǎo)稱為有效理查森常數(shù)，它是在電子向真空中發(fā)射時(shí)的里查森常數(shù)中，用半導(dǎo)體電子的有效質(zhì)量替代自在電子質(zhì)量而得到的。代入有關(guān)常數(shù)，最后得到體電子的有效質(zhì)量替代自在電子質(zhì)量而得到的。代入有關(guān)常數(shù)，最后得到金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.44.4肖特基勢(shì)壘二極管的電流肖特基勢(shì)壘二極管的電流- -電壓特性電壓特性二、電流電壓特性二、電流電壓特性( (理查森杜師曼理

31、查森杜師曼Richardson-dushmanRichardson-dushman方程方程) )當(dāng)肖特基勢(shì)壘被施加反向偏壓當(dāng)肖特基勢(shì)壘被施加反向偏壓 時(shí)，將時(shí)，將4-244-24式中的式中的 換成換成 即即可得到反向偏壓下可得到反向偏壓下M-SM-S的電流的電流電壓關(guān)系。于是，金屬半導(dǎo)體結(jié)在正反電壓關(guān)系。于是，金屬半導(dǎo)體結(jié)在正反兩種偏壓下的電流兩種偏壓下的電流電壓關(guān)系可以一致用下式表示電壓關(guān)系可以一致用下式表示VRVRV4-31 4-32 10TnVVeJJ10TnVVeII 稱為理想化因子，它是由非理想效應(yīng)引起的。對(duì)于理想的肖特基勢(shì)壘稱為理想化因子，它是由非理想效應(yīng)引起的。對(duì)于理想的肖特基勢(shì)

32、壘二極管，二極管，n1n兩種肖特基二極管的實(shí)驗(yàn)兩種肖特基二極管的實(shí)驗(yàn) 特性示于圖特性示于圖4-74-7中。中。VI 金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.44.4肖特基勢(shì)壘二極管的電流肖特基勢(shì)壘二極管的電流- -電壓特性電壓特性二、電流電壓特性二、電流電壓特性( (理查森杜師曼理查森杜師曼Richardson-dushmanRichardson-dushman方程方程) ) 圖圖4.7 和和 肖特基二肖特基二極極管正向管正向電電流密度流密度與電壓與電壓的的對(duì)應(yīng)關(guān)對(duì)應(yīng)關(guān)系系SiW GaAsW 金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.44.4肖特基勢(shì)壘二極管的電流肖特基勢(shì)壘二極管的電流- -電壓特性電壓特性

33、二、電流電壓特性二、電流電壓特性( (理查森杜師曼理查森杜師曼Richardson-dushmanRichardson-dushman方程方程) )使正向使正向I-VI-V曲線延伸至曲線延伸至 ，可以求出參數(shù)，可以求出參數(shù) ，可以用它和，可以用它和4-284-28式一同來(lái)求出勢(shì)壘高度。理想化因子對(duì)于式一同來(lái)求出勢(shì)壘高度。理想化因子對(duì)于SiSi二極管得到二極管得到 ，GaAsGaAs二極管二極管 ?？梢?jiàn)?？梢?jiàn)4-274-27式較好地適用于式較好地適用于SiSi、GeGe和和GaAsGaAs等常用半等常用半導(dǎo)體資料作成的肖特基勢(shì)壘。導(dǎo)體資料作成的肖特基勢(shì)壘。0V0J02. 1n1.04n 以上分析

34、闡明，肖特基勢(shì)壘電流根本上是由多子傳導(dǎo)的，是一種多子器件。以上分析闡明，肖特基勢(shì)壘電流根本上是由多子傳導(dǎo)的，是一種多子器件。值得指出的是，根據(jù)式值得指出的是，根據(jù)式4-284-28，反向電流應(yīng)為常數(shù)，這與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)，反向電流應(yīng)為常數(shù)，這與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏向。其緣由之一是偏向。其緣由之一是4.3 4.3 節(jié)中所指出的鏡像力作用。把節(jié)中所指出的鏡像力作用。把 換成換成 ，那么飽和電流改為那么飽和電流改為bbbTbbVeTRJ20*金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.44.4肖特基勢(shì)壘二極管的電流肖特基勢(shì)壘二極管的電流- -電壓特性電壓特性三、少數(shù)載流子電流三、少數(shù)載流子電流 空穴從金屬注入到半導(dǎo)體中

35、構(gòu)成電流。這個(gè)電流實(shí)踐上是半導(dǎo)體價(jià)帶頂附空穴從金屬注入到半導(dǎo)體中構(gòu)成電流。這個(gè)電流實(shí)踐上是半導(dǎo)體價(jià)帶頂附近的電子流向金屬費(fèi)米能級(jí)以下的空形狀而構(gòu)成的。近的電子流向金屬費(fèi)米能級(jí)以下的空形狀而構(gòu)成的。10TVVppeIIkTEpdVcppgeLNNNqADI04-34 4-35 其中其中在像硅這樣的共價(jià)鍵半導(dǎo)體中在像硅這樣的共價(jià)鍵半導(dǎo)體中 要比要比 小的多，結(jié)果是熱離子發(fā)小的多，結(jié)果是熱離子發(fā)射電流通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于少數(shù)載流子電流射電流通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于少數(shù)載流子電流 bgE金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.44.4肖特基勢(shì)壘二極管的電流肖特基勢(shì)壘二極管的電流- -電壓特性電壓特性例：一個(gè)肖特基勢(shì)壘二極管，例

36、：一個(gè)肖特基勢(shì)壘二極管， ，計(jì)算勢(shì)壘高度和耗盡層寬度。，計(jì)算勢(shì)壘高度和耗盡層寬度。比較多數(shù)載流子電流和少數(shù)載流子電流，假設(shè)比較多數(shù)載流子電流和少數(shù)載流子電流，假設(shè)31610cmNdsp610解：解：由圖由圖4-74-7求得求得 。50105 . 6J2cmA由方程由方程4-284-28TbV25110 3000.026ln6.5 100.67VVNNVVdCTn17. 0lnVVnb50. 017. 067. 0002lnJTR于是于是金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.44.4肖特基勢(shì)壘二極管的電流肖特基勢(shì)壘二極管的電流- -電壓特性電壓特性例：一個(gè)肖特基勢(shì)壘二極管，例：一個(gè)肖特基勢(shì)壘二極管，

37、 ，計(jì)算勢(shì)壘高度和耗盡層寬度。，計(jì)算勢(shì)壘高度和耗盡層寬度。比較多數(shù)載流子電流和少數(shù)載流子電流，假設(shè)比較多數(shù)載流子電流和少數(shù)載流子電流，假設(shè)31610cmNdsp610解：解：時(shí)，耗盡層寬度為時(shí)，耗盡層寬度為0RV211163210192010210106)105 . 1 (36106 . 1cmANLnqDJdpipp611500102 . 3102105 . 6PJJ50022 .61 0dkWc mq N scmDp236163(10dNcm時(shí))設(shè)設(shè)cmDLppp3106，那，那么么因此：因此： 金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.44.4肖特基勢(shì)壘二極管的電流肖特基勢(shì)壘二極管的電流- -電

38、壓特性電壓特性 學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求掌握概念：外表勢(shì)、熱電子、熱載流子二極管、里查森常數(shù)、有效里查掌握概念：外表勢(shì)、熱電子、熱載流子二極管、里查森常數(shù)、有效里查森常數(shù)森常數(shù)導(dǎo)出外表空間電荷區(qū)內(nèi)載流子濃度表達(dá)式和半導(dǎo)體外表載流子濃度表達(dá)導(dǎo)出外表空間電荷區(qū)內(nèi)載流子濃度表達(dá)式和半導(dǎo)體外表載流子濃度表達(dá)式：式：4-174-17、4-184-18、4-194-19、4-204-20了解電流電壓特性李查德杜師曼了解電流電壓特性李查德杜師曼Richardson-dushmanRichardson-dushman方程方程4-314-31、4-324-32結(jié)合例題，比較少子空穴電流與多子電流。結(jié)合例題，比較少子空穴

39、電流與多子電流。金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.54.5肖特基勢(shì)壘二極管的構(gòu)造肖特基勢(shì)壘二極管的構(gòu)造N 2SiO M （ a） 耗 盡 層 N N N 2SiO M （ b） N N 2SiO M （ c） p保 護(hù) 環(huán) 圖圖4-8 4-8 適用的肖特基二極管構(gòu)造：適用的肖特基二極管構(gòu)造： a a簡(jiǎn)單接觸，簡(jiǎn)單接觸，b b采用金屬搭接，采用金屬搭接，C C采用維護(hù)環(huán)二極管。采用維護(hù)環(huán)二極管。 金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.6 4.6 金屬金屬- -絕緣體絕緣體- -半導(dǎo)體肖特基二極管半導(dǎo)體肖特基二極管一、根本構(gòu)造一、根本構(gòu)造 在實(shí)踐情況中，當(dāng)金屬接觸被蒸發(fā)到化學(xué)制備的在實(shí)踐情況中，當(dāng)金屬

40、接觸被蒸發(fā)到化學(xué)制備的SiSi外表上時(shí)，在金屬和外表上時(shí)，在金屬和半導(dǎo)體之間的界面上總有一層氧化層。氧化層很薄，普通為半導(dǎo)體之間的界面上總有一層氧化層。氧化層很薄，普通為 0.5 1.5nm圖圖4-9 MIS4-9 MIS構(gòu)造的能帶圖構(gòu)造的能帶圖 金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.6 4.6 金屬金屬- -絕緣體絕緣體- -半導(dǎo)體肖特基二極管半導(dǎo)體肖特基二極管二、二、MISMIS肖特基二極管肖特基二極管在熱平衡時(shí)，有一個(gè)電位降跨越在氧化層上使得勢(shì)壘高度被改動(dòng)。在在熱平衡時(shí)，有一個(gè)電位降跨越在氧化層上使得勢(shì)壘高度被改動(dòng)。在MIMIS S肖特基二極管中，傳導(dǎo)電流是由載流子隧道穿透氧化層所構(gòu)成的：肖

41、特基二極管中，傳導(dǎo)電流是由載流子隧道穿透氧化層所構(gòu)成的： 122*bqKTqV nKTIAR T eee從導(dǎo)帶邊緣算起的平均勢(shì)壘高度，以電子伏特為單位。從導(dǎo)帶邊緣算起的平均勢(shì)壘高度，以電子伏特為單位。氧化層厚度，以埃為單位。氧化層厚度，以埃為單位。1 2的乘積無(wú)量綱的乘積無(wú)量綱在普通情況下，假設(shè)外加電壓不變，薄氧化層只減少多數(shù)載流子電流，但在普通情況下，假設(shè)外加電壓不變，薄氧化層只減少多數(shù)載流子電流，但不降低少數(shù)載流子電流。這導(dǎo)致少數(shù)載流子電流與多數(shù)載流子電流的比率不降低少數(shù)載流子電流。這導(dǎo)致少數(shù)載流子電流與多數(shù)載流子電流的比率的增長(zhǎng)。結(jié)果是添加了少數(shù)載流子的注入比，這有利于改善諸如太陽(yáng)電池的

42、增長(zhǎng)。結(jié)果是添加了少數(shù)載流子的注入比，這有利于改善諸如太陽(yáng)電池和發(fā)光二極管等器件的性能。和發(fā)光二極管等器件的性能。金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.74.7肖特基勢(shì)壘二極管和肖特基勢(shì)壘二極管和P-NP-N結(jié)二極管之間的比較結(jié)二極管之間的比較肖特基勢(shì)壘二極管是多子器件，肖特基勢(shì)壘二極管是多子器件，P-NP-N結(jié)二極管是少子器件。結(jié)二極管是少子器件。1 1在肖特基勢(shì)壘中，由于沒(méi)有少數(shù)載流子儲(chǔ)存，因此肖特基勢(shì)壘二在肖特基勢(shì)壘中，由于沒(méi)有少數(shù)載流子儲(chǔ)存，因此肖特基勢(shì)壘二極管適于高頻和快速開(kāi)關(guān)的運(yùn)用。極管適于高頻和快速開(kāi)關(guān)的運(yùn)用。2 2肖特基勢(shì)壘上的正向電壓降要比肖特基勢(shì)壘上的正向電壓降要比P-NP-N

43、結(jié)上的低得多。低的接通電壓結(jié)上的低得多。低的接通電壓使得肖特基二極管對(duì)于鉗位和限輻的應(yīng)器具有吸引力。使得肖特基二極管對(duì)于鉗位和限輻的應(yīng)器具有吸引力。3 3肖特基勢(shì)壘的溫度特性優(yōu)于肖特基勢(shì)壘的溫度特性優(yōu)于P-NP-N結(jié)。結(jié)。 4 4噪聲特性也優(yōu)于噪聲特性也優(yōu)于P-NP-N結(jié)。此外，肖特基勢(shì)壘二極控制造工藝簡(jiǎn)單。結(jié)。此外，肖特基勢(shì)壘二極控制造工藝簡(jiǎn)單。金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.74.7肖特基勢(shì)壘二極管和肖特基勢(shì)壘二極管和P-NP-N結(jié)二極管之間的比較結(jié)二極管之間的比較金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.74.7肖特基勢(shì)壘二極管和肖特基勢(shì)壘二極管和P-NP-N結(jié)二極管之間的比較結(jié)二極管之間的比

44、較 學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求了解與結(jié)型二極管相比肖特基勢(shì)壘二極管的主要特點(diǎn)。了解與結(jié)型二極管相比肖特基勢(shì)壘二極管的主要特點(diǎn)。金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.84.8肖特基勢(shì)壘二極管的運(yùn)用肖特基勢(shì)壘二極管的運(yùn)用肖特基二極管的等效電路肖特基二極管的等效電路 sr dC dr 圖 4-12 肖特基二極管的等效電路 CdCd結(jié)電容，結(jié)電容，rsrs串聯(lián)電阻。串聯(lián)電阻。 4-374-37為二極管結(jié)電阻分散電阻。為二極管結(jié)電阻分散電阻。 dIdVrd金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.84.8肖特基勢(shì)壘二極管的運(yùn)用肖特基勢(shì)壘二極管的運(yùn)用一、肖特基勢(shì)壘檢波器或混頻器一、肖特基勢(shì)壘檢波器或混頻器由電磁學(xué)，復(fù)阻抗由電磁

45、學(xué)，復(fù)阻抗222(1)1rj crc rZ Z當(dāng)當(dāng) 時(shí)在時(shí)在 上的功率耗散和在結(jié)上的相等。式中上的功率耗散和在結(jié)上的相等。式中 稱為截止頻率。由于稱為截止頻率。由于 ，所以有，所以有2221ddcdsrCrrSrcdsrrsddcrrC2214-394-39 對(duì)于高頻運(yùn)用，對(duì)于高頻運(yùn)用， 、 和和 都應(yīng)該很小。假設(shè)半導(dǎo)體具有高雜質(zhì)濃度都應(yīng)該很小。假設(shè)半導(dǎo)體具有高雜質(zhì)濃度和高遷移率，是可以實(shí)現(xiàn)小的和高遷移率，是可以實(shí)現(xiàn)小的 。經(jīng)過(guò)采用。經(jīng)過(guò)采用GaAsGaAs資料實(shí)現(xiàn)高任務(wù)頻率。資料實(shí)現(xiàn)高任務(wù)頻率。dCdrsrSr金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.84.8肖特基勢(shì)壘二極管的運(yùn)用肖特基勢(shì)壘二極管的

46、運(yùn)用二、肖特基勢(shì)壘鉗位晶體管二、肖特基勢(shì)壘鉗位晶體管 金屬金屬- -半導(dǎo)體結(jié)半導(dǎo)體結(jié)4.84.8肖特基勢(shì)壘二極管的運(yùn)用肖特基勢(shì)壘二極管的運(yùn)用二、肖特基勢(shì)壘鉗位晶體管二、肖特基勢(shì)壘鉗位晶體管 當(dāng)開(kāi)關(guān)晶體管飽和時(shí)，集電結(jié)被正向偏置約達(dá)當(dāng)開(kāi)關(guān)晶體管飽和時(shí)，集電結(jié)被正向偏置約達(dá)0.5V0.5V。假設(shè)在肖特基。假設(shè)在肖特基二極管上的正向壓降普通為二極管上的正向壓降普通為0.3V0.3V低于晶體管基極低于晶體管基極集電極的開(kāi)態(tài)電集電極的開(kāi)態(tài)電壓，那么大部分過(guò)量基極電流流過(guò)二極管，該二極管沒(méi)有少數(shù)載流子儲(chǔ)壓，那么大部分過(guò)量基極電流流過(guò)二極管，該二極管沒(méi)有少數(shù)載流子儲(chǔ)存效應(yīng)。因此，與單獨(dú)的晶體管相比較，合成器件的儲(chǔ)存時(shí)間得到顯著存效