Nội dung

BÀI 6: DIODE SCHOTTKY

Khác với tiếp xúc P-N (ghép giữa hai loại bán dẫn), tiếp xúc Schottky là sự kết hợp giữa Kim loại và Bán dẫn loại N.

Sự hình thành: Khi cho kim loại (thường là vàng, bạc, bạch kim hoặc vonfram) tiếp xúc với bán dẫn loại N, các electron từ bán dẫn (có mức năng lượng cao hơn) sẽ khuếch tán sang kim loại để cân bằng mức Fermi.
Hàng rào Schottky: Quá trình này tạo ra một vùng nghèo ở phía bán dẫn và thiết lập một rào cản năng lượng gọi là rào cản Schottky.
Đặc điểm nổi bật: Tiếp xúc này không có sự tham gia của hạt dẫn thiểu số (lỗ trống), do đó không có hiện tượng tích lũy hạt dẫn thiểu số khi chuyển đổi trạng thái dẫn/ngắt.

Cấu tạo: Một lớp màng kim loại mỏng được phủ trực tiếp lên phiến bán dẫn loại N. Phía bán dẫn loại N thường được pha tạp nồng độ cao ($N^+$) ở phần tiếp xúc với điện cực để giảm điện trở thuần.
Ký hiệu: Tương tự diode thường nhưng phần vạch ngang có thêm hai nét móc (giống hình chữ S viết cách điệu từ chữ Schottky).

Đặc tuyến của Diode Schottky có hình dạng tương đồng với Diode P-N nhưng có hai sự khác biệt mang tính quyết định:

Sụt áp thuận ($V_F$) thấp:
- Diode P-N (Silic): $V_F \approx 0.6V - 0.7V$.
- Diode Schottky: $V_F \approx 0.15V - 0.45V$.
- Ý nghĩa: Tổn hao nhiệt trên Diode Schottky rất thấp, giúp hiệu suất mạch cao hơn.
Tốc độ đóng cắt (Switching Speed) cực nhanh:
- Do chỉ có hạt dẫn đa số tham gia dẫn điện, Diode Schottky không mất thời gian tái hợp hạt dẫn thiểu số. Thời gian hồi phục ngược ($t_{rr}$) gần như bằng 0.
Dòng rò ngược ($I_R$):
- Dòng rò của Schottky thường cao hơn và nhạy cảm với nhiệt độ hơn so với Diode P-N truyền thống.

Nhờ đặc tính "nhanh và mát", Diode Schottky được dùng trong:

Mạch chỉnh lưu nguồn xung (SMPS): Nơi tần số đóng cắt lên tới hàng trăm kHz.
Mạch bảo vệ chống ngược cực: Do sụt áp thấp nên giảm hao phí pin.
Mạch kẹp (Clamping): Dùng trong các mạch logic số để ngăn chặn bão hòa transistor, tăng tốc độ tính toán.

Bài học này chưa được mở.