1.1.3 集成化的肖特基勢壘二極管

與常規的PN結相比，肖特基勢壘二極管（Schottky Barrier Diode，SBD）具有不同的反向飽和電流機制，它取決于穿過勢壘的多數載流子的熱電子發射。這些電流在數量級上大于理想PN結二極管中由擴散驅動少數載流子組成的反向飽和電流。舉例說，肖特基二極管中典型的反向飽和電流密度具有量級為10-6A/cm-2，與之相比較，常規的硅基PN結二極管的典型值為10-11A/cm-2。圖1.2給出了具有對應電路元件的肖特基二極管的剖面示意圖。

圖1.2 集成化肖特基二極管的剖面圖

集成化肖特基勢壘二極管的鋁金屬電極與低摻雜N型半導體層相接觸，后者是由外延生長在高摻雜n+ 基底上的。設定外延層是理想介質，即其電導率為零，則電流 — 電壓特性由以下方程描述

其中反向飽和電流由下式給出

其中R* 稱為穿過勢壘的多數載流子熱電子發射的Richardson常數，對于N型硅來說，其典型值為100A/cm2K2，A為SBD面積。

集成化肖特基二極管所對應的小信號等效電路模型如圖1.3所示，其中結電阻Rj與偏置電流有關的，二極管的串聯電阻Rs由外延電阻和襯底電阻組成，即Rs=Repi+Rsub，其連接線的電感是固定的，其近似值的量級為Ls=0.1nH。由于有電阻Rs，實際的結電壓等于外加電壓減去在二極管串聯電阻上的電壓降。

圖1.3 典型的肖特基二極管的等效模型

肖特基二極管等效模型的器件典型值為：Rs≈2～5、Cg=0.1～0.2pF、Rj=200～2k Ω。在低于0.1 m A的小偏置電流下經常忽略式（1.11）中附加的IR s項。然而，對于某種應用，串聯電阻會形成反饋回路，這意味著電阻被乘以一個按指數增長的增值因子。在這種情況下，IRs必須加以考慮。