肖特基二極管和普通二極管的工作原理是什么


肖特基二極管和普通二極管的工作原理有所不同,主要體現(xiàn)在它們的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電機(jī)制上。
肖特基二極管的工作原理
肖特基二極管,也被稱為SBD(Schottky Barrier Diode),是一種具有低正向電壓降和快速開關(guān)特性的半導(dǎo)體二極管。其工作原理基于金屬與半導(dǎo)體之間的肖特基勢(shì)壘。
結(jié)構(gòu):肖特基二極管由一層金屬(通常是鉑、金、鉬等)與一層N型半導(dǎo)體緊密接觸形成。當(dāng)金屬與N型半導(dǎo)體接觸時(shí),由于兩者的功函數(shù)不同,會(huì)在接觸面形成一個(gè)勢(shì)壘,即肖特基勢(shì)壘。
導(dǎo)電機(jī)制:當(dāng)對(duì)二極管施加正向電壓時(shí),勢(shì)壘高度降低,允許電子流過,從而形成電流。這個(gè)過程中,電流主要由半導(dǎo)體中的自由電子通過肖特基勢(shì)壘形成。肖特基二極管具有低正向電壓降和快速開關(guān)特性,這使得它在高頻電路和高速開關(guān)應(yīng)用中具有優(yōu)勢(shì)。
普通二極管的工作原理
普通二極管的工作原理主要基于PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴?/span>
結(jié)構(gòu):晶體二極管為一個(gè)由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體形成的PN結(jié),在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層,并建有自建電場(chǎng)。
導(dǎo)電機(jī)制:
當(dāng)不存在外加電壓時(shí),由于PN結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。
當(dāng)外界有正向電壓偏置時(shí),外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加,引起正向電流。此時(shí),P區(qū)中的空穴和N區(qū)的電子都往PN結(jié)方向移動(dòng),空穴和PN結(jié)P區(qū)的負(fù)離子中和,電子和PN結(jié)N區(qū)的正離子中和,使PN結(jié)變窄,電流得以通過。
當(dāng)外界有反向電壓偏置時(shí),外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)進(jìn)一步加強(qiáng),形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流。此時(shí),電流幾乎無法通過二極管。
總結(jié)
肖特基二極管和普通二極管在工作原理上的主要區(qū)別在于它們的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電機(jī)制。肖特基二極管利用金屬與半導(dǎo)體之間的肖特基勢(shì)壘進(jìn)行導(dǎo)電,具有低正向電壓降和快速開關(guān)特性;而普通二極管則基于PN結(jié)的單向?qū)щ娦赃M(jìn)行工作,其導(dǎo)電狀態(tài)受外加電壓的控制。這些差異使得兩者在應(yīng)用領(lǐng)域和性能特點(diǎn)上有所不同。
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