肖特基二极管 - 器件、类型、特性和用途
肖特基二极管，或更准确地说是肖特基势垒二极管，是基于金属-半导体接触制成的半导体器件，而传统二极管使用的是半导体 pn 结。
肖特基二极管的名字和它在电子领域的出现要归功于德国物理学家沃尔特肖特基，他在 1938 年研究了新发现的势垒效应，证实了早期的理论，根据该理论，即使金属的电子发射也受到势垒的阻碍，但是随着施加的外部电场，这个势垒会降低。沃尔特·肖特基 (Walter Schottky) 发现了这种效应，后来被称为肖特基效应，以纪念这位科学家。
身体方面
检查金属和半导体之间的接触，可以看出，如果在半导体表面附近有一个区域耗尽了大部分载流子，那么在该半导体与半导体一侧的金属接触的区域中，空间区域由电离的受体和供体形成电荷，并发生阻塞接触——肖特基势垒本身……这种势垒在什么条件下发生？来自固体表面的热电子辐射电流由理查森方程确定：
让我们创造条件，当半导体（例如 n 型）与金属接触时，来自金属的电子的热力学功函数将大于来自半导体的电子的热力学功函数。在这样的条件下，根据理查森方程，半导体表面的热电子辐射电流将大于金属表面的热电子辐射电流：
在最初的时刻，当这些材料接触时，从半导体到金属的电流将超过反向电流（从金属到半导体），因此在半导体和金属的近表面区域金属，空间电荷将开始积累——在半导体中为正电荷，在金属中为负电荷。在接触区域，会产生由这些电荷形成的电场，并且会发生能带弯曲。
在场的作用下，半导体的热力学功函数会增加，并且会持续增加，直到热力学功函数与相应的施加到表面的热电子辐射电流在接触区变得相等。
随着 p 型半导体和金属势垒的形成，过渡到平衡状态的图片类似于所考虑的 n 型半导体和金属的示例。外加电压的作用是调节半导体空间电荷区的势垒高度和电场强度。
上图为肖特基势垒形成各个阶段的面积图。在接触区的平衡条件下，热发射电流均衡，由于场的作用，出现势垒，势垒的高度等于热力学功函数之间的差异：φk = FMe - Фп / п。
显然，肖特基势垒的电流-电压特性是不对称的。在正向，电流随施加的电压呈指数增加。在相反的方向上，电流不依赖于电压，在这两种情况下，电流都是由作为主要电荷载体的电子驱动的。
因此，肖特基二极管以其速度着称，因为它们排除了需要额外时间的扩散和复合过程。电流对电压的依赖性与载流子数量的变化有关，因为这些载流子参与了电荷转移过程。外部电压会改变可以从肖特基势垒的一侧传递到另一侧的电子数量。
由于制造技术和所描述的工作原理，肖特基二极管的正向压降很低，远小于传统的 p-n 二极管。
在这里，即使是通过接触区域的小初始电流也会导致热量释放，从而导致额外载流子的出现。在这种情况下，没有注入少数载流子。
因此，肖特基二极管没有扩散电容，因为没有少数载流子，因此与半导体二极管相比速度非常高。事实证明这是一个尖锐的不对称 p-n 结的外观。
因此，首先，肖特基二极管是用于各种用途的微波二极管：检测器、混频、雪崩传输、参量、脉冲、倍增。肖特基二极管可用作辐射探测器、应变计、核辐射探测器、光调制器以及高频整流器。
图表上的肖特基二极管名称
今天的二极管肖特基
如今，肖特基二极管广泛应用于电子设备中。在图中，它们的描述与传统二极管不同。您经常可以在电源开关的典型三针外壳中找到双肖特基整流器。这种双重结构内部包含两个肖特基二极管，由阴极或阳极连接，比阴极更常见。
组件中的二极管具有非常相似的参数，因为每个这样的节点都是在一个工艺周期内生产的，因此它们的工作温度相应地相同，可靠性更高。 0.2-0.4 伏的持续压降以及高速（纳秒单位）是肖特基二极管相对于其 p-n 二极管的无疑优势。
二极管中肖特基势垒的特性与低压降有关，在高达 60 伏的施加电压下表现出来，尽管速度保持稳定。今天，25CTQ045 型肖特基二极管（组件中每对二极管的电压高达 45 伏，电流高达 30 安培）可以在许多开关电源中找到，它们用作电流的整流器高达几百千赫兹。
不可能不谈到肖特基二极管的缺点这个话题，当然有，而且有两个。首先，短期超过临界电压会立即禁用二极管。其次，温度对最大反向电流有很大影响。在非常高的结温下，二极管在额定电压下工作时会简单地达到平衡。
任何无线电爱好者在实践中都离不开肖特基二极管。最流行的二极管可以在这里注明：1N5817、1N5818、1N5819、1N5822、SK12、SK13、SK14。这些二极管提供输出和 SMD 版本。无线电爱好者非常欣赏它们的主要是它们的高速和低结压降——最大 0.55 伏——而且这些组件的成本很低。
出于某种目的，罕见的 PCB 没有肖特基二极管。肖特基二极管在某处用作反馈电路的低功率整流器，在某处用作 0.3 - 0.4 伏电平的稳压器，在某处用作检测器。
在下表中，您可以看到当今最常见的低功耗肖特基二极管的参数。