【半導体工学】ショットキーダイオードとは

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工学

ショットキー接触は整流作用を持つ金属-半導体接触ですが,ショットキーダイオードはショットキー接触の整流作用を利用したダイオードです.本記事ではショットキーダイオード (ショットキーバリアダイオード)について解説します.

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ダイオードとは

図1 ダイオード

まずダイオードとは一方向のみに電流を流す半導体素子です.また一方向のみに電流を流す特性を整流作用といいます.ダイオードは図1のようにアノード (陽極)カソード (陰極)の二つの端子を持ちます.またダイオードは図のようにアノードからカソードへは電流を流しますが,カソードからアノードへはあまり電流を流しません.

ダイオードは一方向のみに電流を流す,電圧を一定にする,検波などに応用されます.

ショットキーダイオードとは

ショットキーダイオード (ショットキーバリアダイオード)は金属-半導体接触であるショットキー接触の整流作用を利用したダイオードです.ダイオードについて解説した後にショットキーダイオードについて説明していきます.

ショットキーダイオードは図1のような金属-半導体接触である構造を取り,図の記号を持ちます.

図1 ショットキーダイオード

順方向バイアス

ショットキーダイオードはダイオードであるため図2のように順方向にバイアスをかけた場合に電流が流れます.

図2 順方向バイアス

逆方向バイアス

反対に図3のように逆方向にバイアスをかけた場合に電流はあまり流れません.

図3 逆方向バイアス

ショットキーダイオードの特徴

図4 ショットキーダイオードの電流-電圧特性

図4にショットキーダイオードとpn接合ダイオードの大まかな電流-電圧特性を示します.ショットキーダイオードは順方向電圧\(V_F\)が小さい特徴があります.そのため高速での駆動が可能になります.

またショットキーダイオードは逆電流\(I_R\)が大きく,つまりオフ時に流れる電流が大きく消費電力が高く,また熱が発生しすぎて熱暴走することもあるため扱いには気を付ける必要があります.

また逆方向耐電圧が小さい特徴もあります.

まとめ

  • ダイオード:整流作用を持つデバイス
  • ショットキー接触:整流作用を持つ金属-半導体接触
  • ショットキーダイオード (ショットキーバリアダイオード):ショットキー接触のショットキー障壁を用いたダイオード

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