利用金屬—半導(dǎo)體整流接觸特性制成的二極管稱為肖特基勢壘二極管，它和pn結(jié)二極管具有類似的電流-電壓關(guān)系，即它們都有單向?qū)щ娦裕坏趨?shù)和應(yīng)用上，前者又有區(qū)別于后者的顯著特點(diǎn)。在電子電路中，肖特基勢壘二極管與PN結(jié)二極管是兩種重要的整流器件，兩種器件雖然都有單向?qū)щ娦?，但物理機(jī)制、電學(xué)特性及應(yīng)用場景都存在很明顯的差異。合科泰將深入講解兩者的區(qū)別。

載流子運(yùn)動形式

PN結(jié)正向?qū)〞r(shí)，靠少數(shù)載流子注入形成積累，再通過擴(kuò)散運(yùn)動形成電流，存在電荷存儲效應(yīng)，影響高頻性能。而肖特基勢壘二極管正向電流主要由多數(shù)載流子形成，如金屬和n型半導(dǎo)體接觸時(shí)，正向?qū)〞r(shí)半導(dǎo)體中進(jìn)入金屬的電子直接形成漂移電流，不發(fā)生積累，所以肖特基勢壘二極管高頻特性更好。

反向飽和電流與正向?qū)妷?/span>

對于相同勢壘高度，肖特基二極管的反向飽和電流比PN結(jié)的大得多。這使得在同樣使用電流下，肖特基勢壘二極管的正向?qū)妷狠^低，一般為0.3V左右。

肖特基勢壘二極管的應(yīng)用

在高速集成電路中的應(yīng)用：以硅高速TTL電路為例，將肖特基二極管連接到晶體管的基極與集電極之間組成鉗位晶體管，可大大提高電路速度。制作肖特基二極管的常用方法是把鋁蒸發(fā)到n型集電區(qū)上，然后在520-540℃的真空中或氮?dú)庵泻銣丶訜峒s十分鐘，形成鋁和硅的良好接觸。SOD - 123封裝的肖特基二極管1N5817W適用于鉗位晶體管，有較低的正向壓降，正向電壓0.45V，正向電流1A。

在微波技術(shù)中的應(yīng)用

如摻有濃度約為5×1015cm-3的n型外延硅襯底與PtSi接觸，經(jīng)鈍化制成的金屬—半導(dǎo)體雪崩二極管，能產(chǎn)生連續(xù)的微波振蕩，且可在大功率下工作。高頻應(yīng)用中SOD-123封裝可減少寄生參數(shù)，推薦肖特基二極管1N5818W型號，1N5818W，直流反向電壓為 30V，正向電流為 1A，一定頻率范圍內(nèi)可能有較好的表現(xiàn)。

在其他方面可以用金屬—半導(dǎo)體勢壘作為控制柵極，制成肖特基勢壘柵場效應(yīng)晶體管，其中砷化鎵肖特基勢壘柵場效應(yīng)晶體管的功率及噪聲性能比各種砷化鎵晶體管都好。

結(jié)語

總之肖特基勢壘二極管與PN結(jié)二極管的二者的本質(zhì)區(qū)別在于，載流子類型與輸運(yùn)機(jī)制的不同。肖特基二極管以 “高頻、低壓降、多數(shù)載流子導(dǎo)電” 特性，在高速通信、微波器件、功率轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域不可替代；PN 結(jié)二極管則在低頻整流、高壓場景保持優(yōu)勢。隨著電子技術(shù)向高頻化、集成化演進(jìn)，肖特基勢壘器件將持續(xù)推動微波通信、新能源等領(lǐng)域的技術(shù)革新，與 PN 結(jié)器件形成場景互補(bǔ)，共同構(gòu)建多樣化的半導(dǎo)體整流解決方案。