肖特基势垒二极管基础知识：肖特基结的形成原理与能带图解释

肖特基势垒二极管基础知识：肖特基结的形成原理与能带图解释

肖特基势垒二极管（SBD）是一种重要的半导体器件，广泛应用于整流、开关和高频电路中。其核心原理是基于金属与半导体之间的肖特基接触（肖特基结）。本文将从肖特基结的形成原理出发，通过能带图解释其工作原理，帮助读者理解这种重要器件的基础知识。

设金属的功函数为Φm，n型半导体的功函数为Φn。当Φm＞Φn时，n型（或p型）半导体与金属接触时形成肖特基结。肖特基结用于制造肖特基势垒二极管。下图是n型半导体和金属形成的肖特基结的能带图。

当电子从较高能级移动至较低能级时，它们会从半导体的导带移动至金属的导带。因此，耗尽区仅延伸至半导体侧。与pn结的情况一样，半导体侧的费米能级与金属侧的费米能级匹配。在平衡状态下，结的扩散势垒等于金属的功函数（Φm）减去n型半导体的功函数（Φn）。

根据费米分布，自由电子分布在n型半导体上。穿过VD势垒的电子流入金属。

施加外部电压不会影响从金属到半导体的势垒，但会导致从半导体到金属的势垒因施加的电压而移动。扩散势垒的这种移动导致流过肖特基势垒二极管的电流发生变化。

图2-2：无偏肖特基结

图2-3：正向偏置的肖特基结

图2-4：反向偏置的肖特基结