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半导体如何工作的(肖特基二极管的工作原理)

半导体是一种材料,其特殊的电子结构使其在导电性质上介于导体和绝缘体之间。半导体中的电子能带结构决定了其导电性质。在半导体中,有两个主要的能带:价带和导带。价带是最高填充电子能级的能带,而导带是最低未填充电子能级的能带。两个能带之间的能量间隙称为禁带宽度。

半导体器件中最基本的是二极管,其中肖特基二极管是一种特殊类型的二极管。肖特基二极管的工作原理基于肖特基结(Schottky junction),它是由金属和半导体之间的接触形成的。

半导体如何工作的(肖特基二极管的工作原理)

肖特基二极管的工作原理如下:

1. 肖特基结形成:将金属与半导体接触时,金属中自由电子会向半导体中的导带移动,而半导体中的空穴会向金属中的价带移动。这种金属与半导体之间的接触形成了肖特基结。

2. 电流流动:当肖特基二极管处于正向偏置时,即正电压施加在金属端,负电压施加在半导体端,肖特基结会变窄,导致电子从半导体的导带进入金属,空穴从金属的价带进入半导体。这导致电流从金属流向半导体,形成正向电流。

半导体如何工作的(肖特基二极管的工作原理)

3. 反向偏置:当肖特基二极管处于反向偏置时,即正电压施加在半导体端,负电压施加在金属端,肖特基结会变宽,电子和空穴不再能够穿越结。这导致电流无法通过肖特基二极管,形成反向电流。

肖特基二极管相比于普通二极管有以下特点:

– 肖特基二极管的正向压降较低,约为0.2-0.4V,比普通二极管更低。

– 肖特基二极管的开关速度快,响应时间短。

– 肖特基二极管的漏电流较小。

半导体如何工作的(肖特基二极管的工作原理)

总结起来,肖特基二极管的工作原理是基于肖特基结的形成,通过正向偏置时电子从半导体进入金属,空穴从金属进入半导体,形成正向电流;反向偏置时肖特基结变宽,电子和空穴无法穿越结,形成反向电流。肖特基二极管具有低正向压降、快速开关和小漏电流等特点。

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