Schottky二极管是最古老的半导体组件之一，但仍在许多现代应用中发现，包括计算机和雷达系统。为了确保Schottky二极管表现良好，对于工程师而言，重要的是要准确分析设计中的当前密度和屏障高度等因素。正如基准模型所证明的那样，ComsolMultiphysics®软件和附加半导体模块非常适合此类分析。
Schottky二极管的简短历史
卡尔·费迪南德·布劳恩（Karl Ferdinand Braun）在1874年证明了肖特基二极管的基本原理。通过连接金属线和Galena Crystal（充当半导体），Braun创建了一个点接触二极管，该二极管可以将交流电流转换为直流电流（即校正电流）。尽管这是半导体二极管的第一个例子之一，但布劳恩的工作并没有引起太多关注，因为当时没有任何实际应用。
广播的发明导致了对半导体二极管的需求（称为晶体探测器当时）。1901年，印度物理学教授Jagadish Chandra Bose证明了二极管可以接球浪潮。5年后，G.W。皮卡德（Pickard）为直到1920年代的普通无线电组件申请了“猫的晶须探测器”专利。该二极管由一条薄金属线（所谓的猫晶须）组成，该金属丝（所谓的猫晶须）轻轻存在于硅晶体上。通过调整电线的位置，您可以拾取信号，从而调整收音机。
曾经在水晶无线电接收器中使用的猫晶须检测器。Ja.Davidson的图片，通过Wikimedia Commons。
在1930年代，物理学家沃尔特·肖特基（Walter Schottky）发现，当金属和半导体触摸时，它们之间会产生障碍。他的作品构成了Schottky Diodes的基础（和名称） - 也称为Schottky屏障，热载体二极管和热电子二极管。与其他类型的二极管一样，当施加电压时，接触产生的屏障允许电流向一个方向（正向偏置）流动并在另一个方向停止（反向偏置）。
Schottky Diodes的应用和优势
与其他现代二极管相比，肖特基二极管具有许多好处。例如，Schottky二极管具有高电流密度和低的正向电压下降，这意味着它们消耗的能量减少并产生较少的热量。结果，它们的效率比对应物要高得多，并且可以用较小的散热器建造。其他优势包括快速切换速度，短恢复时间和低电容 - 适用于以下应用的有用素质：
为了确保Schottky Diodes在这些应用程序和其他应用中表现良好，工程师可以使用半导体模拟软件评估关键设计因素，例如电流密度和电压。继续阅读以查看基准示例。
分析Schottky二极管设计
这Schottky接触基准模型描述在正向偏置下简单的Schottky二极管的行为。该二极管的几何形状是晶圆形的，半导体（硅）在底部，金属（钨）放在顶部。请注意，您可以使用comsol®软件中的默认设置轻松地定义硅的属性。
简单的Schottky二极管的几何形状。
在设计中要检查的一个重要方面是Schottky接触创建的障碍的高度，因为这会影响二极管是否有效。确定屏障高度可能是一项复杂的任务，因为它基于金属 - 轴向导体界面的结构。在此模型中，仅根据Silicon的默认材料属性和Tungsten的工作功能（4.72 V）计算理想的高度，该功能的高度为0.67V。
您可以使用“理想” Schottky联系人来保持模型的简单。这意味着您可以计算材料之间的电流传播，而不必考虑诸如降低力，隧道，扩散效应和表面状态等因素。这种类型的接触主要由热电流定义，这又取决于下面绘制的施加电压和电流密度。
在正向偏置下的模型（实线）和实验（圆圈）的比较（圆圈）。
如您所见，该基准示例的结果与实验非常吻合，证明您可以准确地捕获具有COMSOL多物理和半导体模块的Schottky二极管中的触点行为。
下一步
通过自己尝试此示例来开始对Schottky二极管进行建模。单击下面的按钮前往应用程序库，您可以在其中找到分步说明。您还可以为此模型下载MPH文件。
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