Application Manual Power Semiconductors - Deutsche ... - Semikron

2 Grundlagen
w
n-
n +
Schottky-
Barrier
p
n-
p
n-
w B
a)
n+
n+
Schottky -Diode Epitaxial -Diode Diffused Diode
N A
,N D
p + n - n + p+ n - n +
b)
n - n +
w
w
w
Bild 2.3.1 Aufbau der Schottky-, pin-Epitaxial- und pin-diffundierten Diode
a) Aufbau
b) Dotierungsprofil (schematisch)
2.3.1.1 Schottky-Dioden
Bei Schottky-Dioden bildet der Metall-Halbleiter-Übergang den sperrenden Übergang. Im Durchlasszustand
muss nur die geringe Potentialbarriere zwischen Metall und Halbleitermaterial überwunden
werden (ca. 0,3 V bei Si). Es entfällt die bei pin-Dioden auftretende Diffusionsspannung
des pn-Überganges (ca. 0,7 V bei Si), damit wird bei dünner n - -Zone die Durchlassspannung niedriger
als die jeder pin-Diode. Bei n-dotiertem Material sind nur Elektronen am Stromfluss beteiligt
(unipolar). Im Betrieb nahe der Sperrspannung erhöht sich der Sperrstrom stark. Dies muss in der
Verlustleistungsbilanz berücksichtigt werden, anderenfalls ist die thermische Stabilität nicht mehr
gegeben.
Beim Übergang vom leitenden in den sperrenden Zustand ist im Idealfall nur die Raumladungszone
mit einer geringen Kapazität zu laden. Das Bauelement besitzt daher eine um Zehnerpotenzen
kleinere Speicherladung als die pin-Diode und verursacht damit auch sehr geringe Schaltverluste.
Die Schottky-Diode kommt damit einer idealen Diode sehr nahe. Sie ist vor allem für den Einsatz
bei sehr hohen Frequenzen und als Beschaltungsdiode mit besonders niedriger Durchlassspannung
geeignet.
Für Silizium beschränken sich diese Vorteile auf Spannungen < 100 V. Für höhere Sperrspannungen
muss die n - -Zone erweitert werden und die Durchlassspannung nimmt stark zu. In diesem
Spannungsbereich werden Materialien mit höherer zulässiger elektrischer Feldstärke wie GaAs
(