4.12. Применение барьера Шоттки в электронике

Приборы на основе барьера Шоттки работают на основных носителях заряда (надбарьерная эмиссия) и относятся к быстродействующим (нет эффектов накопления и рассасывания неравновесного заряда).

1. Детекторные и смесительные диоды СВЧ диапазона (f = (1…100) ГГц).

2. Импульсные диоды (t_восст = 10^–9…10^–11с).

3. Выпрямительные диоды характеризуются малым прямым падением напряжения, высоким быстродействием и КПД вторичных источников питания.

4. Канальный полевой транзистор с управляющим затвором на барьере Шоттки. Наиболее быстродействующий, активный усилительный элемент. Граничная частота до 100 ГГц.

5. Интегральные схемы на основе биполярных транзисторов со встроенным барьером Шоттки. Транзисторно – транзисторная логика ТТЛШ, инжекционная интегральная логика И²ЛШ и др. Включение параллельно коллектору барьера Шоттки повышает быстродействие в (2…5) раз.

6. Параметрические усилители на основе варикапов с барьером Шоттки.

7. Фотоприемники на основе барьера Шоттки.

8. Инжекционно – пролётные диоды. Усилители СВЧ сигналов.

Технология изготовления барьера Шоттки полностью совместима с технологией монолитных ИС. Это обстоятельство послужило основой широкого применения барьера Шоттки в больших и сверхбольших интегральных схемах (БИС, СБИС).

Контрольные вопросы

1. Что такое термоэмиссия и термодинамическая работа выхода?

2. Чем определяется контактная разность потенциалов в системе металл – вакуум – полупроводник?

3. Поясните образование запорных и антизапорных контактов металл – полупроводник.

4. Объясните распределение объемного заряда, концентрации подвижных носителей, поля и потенциала в барьере Шоттки.

5. Объясните эффект выпрямления тока в барьере Шоттки.

6. Нарисуйте вольт – амперную характеристику барьера Шоттки и энергетические диаграммы в прямом и обратном смещении.

7. Объясните температурную зависимость прямого падения напряжения и обратного тока барьера Шоттки.

8. Перечислите особенности реального барьера Шоттки, обусловленные зарядом поверхностных состояний и сил зеркального изображения.

9. Почему зарядная емкость запорного контакта уменьшается с увеличением обратного напряжения?

10. Как можно определить величину контактной разности потенциалов барьера Шоттки и уровень легирования полупроводника из вольтфарадной характеристики?

11. Нарисуйте эквивалентную схему барьера Шоттки на переменном сигнале. Почему дифференциальное сопротивление прямосмещенного контакта уменьшается с ростом прямого тока?

12. Какие требования предъявляются к омическому контакту?

13. Перечислите примеры применения барьера Шоттки в твердотельной электронике.