1.1.3 集成化的肖特基势垒二极管

与常规的PN结相比，肖特基势垒二极管（Schottky Barrier Diode，SBD）具有不同的反向饱和电流机制，它取决于穿过势垒的多数载流子的热电子发射。这些电流在数量级上大于理想PN结二极管中由扩散驱动少数载流子组成的反向饱和电流。举例说，肖特基二极管中典型的反向饱和电流密度具有量级为10-6A/cm-2，与之相比较，常规的硅基PN结二极管的典型值为10-11A/cm-2。图1.2给出了具有对应电路元件的肖特基二极管的剖面示意图。

图1.2 集成化肖特基二极管的剖面图

集成化肖特基势垒二极管的铝金属电极与低掺杂N型半导体层相接触，后者是由外延生长在高掺杂n+ 基底上的。设定外延层是理想介质，即其电导率为零，则电流 — 电压特性由以下方程描述

其中反向饱和电流由下式给出

其中R* 称为穿过势垒的多数载流子热电子发射的Richardson常数，对于N型硅来说，其典型值为100A/cm2K2，A为SBD面积。

集成化肖特基二极管所对应的小信号等效电路模型如图1.3所示，其中结电阻Rj与偏置电流有关的，二极管的串联电阻Rs由外延电阻和衬底电阻组成，即Rs=Repi+Rsub，其连接线的电感是固定的，其近似值的量级为Ls=0.1nH。由于有电阻Rs，实际的结电压等于外加电压减去在二极管串联电阻上的电压降。

图1.3 典型的肖特基二极管的等效模型

肖特基二极管等效模型的器件典型值为：Rs≈2～5、Cg=0.1～0.2pF、Rj=200～2k Ω。在低于0.1 m A的小偏置电流下经常忽略式（1.11）中附加的IR s项。然而，对于某种应用，串联电阻会形成反馈回路，这意味着电阻被乘以一个按指数增长的增值因子。在这种情况下，IRs必须加以考虑。