शोट्की बाधा: Difference between revisions
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वास्तव में, क्या हो सकता है कि आवेशित इंटरफ़ेस राज्य फर्मी स्तर को एक निश्चित ऊर्जा मूल्य पर पिन कर सकते हैं, चाहे कार्य फ़ंक्शन मान दोनों वाहकों के लिए अवरोध ऊंचाई को प्रभावित करता हो। यह इस तथ्य के कारण है कि एक धातु के विरुद्ध सेमीकंडक्टर क्रिस्टल की रासायनिक समाप्ति उसके [[ऊर्जा अंतराल]] के भीतर इलेक्ट्रॉन राज्यों का निर्माण करती है। इन [[धातु-प्रेरित गैप स्टेट्स]] की प्रकृति और इलेक्ट्रॉनों द्वारा उनका कब्जा बैंड गैप के केंद्र को फर्मी स्तर पर पिन करने के लिए जाता है, एक प्रभाव जिसे [[फर्मी लेवल पिनिंग]] के रूप में जाना जाता है। इस प्रकार मेटल-सेमीकंडक्टर संपर्कों में शॉटकी बाधाओं की ऊंचाई अधिकांशतः शॉटकी-मोट नियम के विपरीत अर्धचालक या धातु कार्य कार्यों के मूल्य पर थोड़ी निर्भरता दिखाती है।<ref>{{Cite web|title=बैरियर ऊंचाई सहसंबंध और सिस्टमैटिक्स|url=http://academic.brooklyn.cuny.edu/physics/tung/Schottky/systematics.htm}}</ref> विभिन्न अर्धचालक इस फर्मी स्तर को अलग-अलग डिग्री पर प्रदर्शित करते हैं, लेकिन एक तकनीकी परिणाम यह है कि ओमिक संपर्क सामान्यतः [[सिलिकॉन]] और [[गैलियम आर्सेनाइड]] जैसे महत्वपूर्ण अर्धचालकों में बनाना कठिन होता है। गैर-ओमिक संपर्क | वास्तव में, क्या हो सकता है कि आवेशित इंटरफ़ेस राज्य फर्मी स्तर को एक निश्चित ऊर्जा मूल्य पर पिन कर सकते हैं, चाहे कार्य फ़ंक्शन मान दोनों वाहकों के लिए अवरोध ऊंचाई को प्रभावित करता हो। यह इस तथ्य के कारण है कि एक धातु के विरुद्ध सेमीकंडक्टर क्रिस्टल की रासायनिक समाप्ति उसके [[ऊर्जा अंतराल]] के भीतर इलेक्ट्रॉन राज्यों का निर्माण करती है। इन [[धातु-प्रेरित गैप स्टेट्स]] की प्रकृति और इलेक्ट्रॉनों द्वारा उनका कब्जा बैंड गैप के केंद्र को फर्मी स्तर पर पिन करने के लिए जाता है, एक प्रभाव जिसे [[फर्मी लेवल पिनिंग]] के रूप में जाना जाता है। इस प्रकार मेटल-सेमीकंडक्टर संपर्कों में शॉटकी बाधाओं की ऊंचाई अधिकांशतः शॉटकी-मोट नियम के विपरीत अर्धचालक या धातु कार्य कार्यों के मूल्य पर थोड़ी निर्भरता दिखाती है।<ref>{{Cite web|title=बैरियर ऊंचाई सहसंबंध और सिस्टमैटिक्स|url=http://academic.brooklyn.cuny.edu/physics/tung/Schottky/systematics.htm}}</ref> विभिन्न अर्धचालक इस फर्मी स्तर को अलग-अलग डिग्री पर प्रदर्शित करते हैं, लेकिन एक तकनीकी परिणाम यह है कि ओमिक संपर्क सामान्यतः [[सिलिकॉन]] और [[गैलियम आर्सेनाइड]] जैसे महत्वपूर्ण अर्धचालकों में बनाना कठिन होता है। गैर-ओमिक संपर्क धारा प्रवाह के लिए एक परजीवी प्रतिरोध प्रस्तुत करते हैं जो ऊर्जा की खपत करता है और डिवाइस के प्रदर्शन को कम करता है। | ||
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* आगे के बायस के अनुसार , सेमीकंडक्टर में कई ऊष्मीय रूप से उत्तेजित इलेक्ट्रॉन होते हैं जो बैरियर के ऊपर से गुजरने में सक्षम होते हैं। बैरियर पर इन इलेक्ट्रॉनों का मार्ग (बिना किसी इलेक्ट्रॉन के वापस आना) विपरीत दिशा में एक करंट से मेल खाता है। पूर्वाग्रह के साथ धारा बहुत तेजी से बढ़ती है, चूंकि उच्च पूर्वाग्रहों पर अर्धचालक का श्रृंखला प्रतिरोध | * आगे के बायस के अनुसार , सेमीकंडक्टर में कई ऊष्मीय रूप से उत्तेजित इलेक्ट्रॉन होते हैं जो बैरियर के ऊपर से गुजरने में सक्षम होते हैं। बैरियर पर इन इलेक्ट्रॉनों का मार्ग (बिना किसी इलेक्ट्रॉन के वापस आना) विपरीत दिशा में एक करंट से मेल खाता है। पूर्वाग्रह के साथ धारा बहुत तेजी से बढ़ती है, चूंकि उच्च पूर्वाग्रहों पर अर्धचालक का श्रृंखला प्रतिरोध धारा को सीमित करना प्रारंभ कर सकता है। | ||
* रिवर्स बायस के अनुसार , एक छोटा लीकेज करंट होता है क्योंकि धातु में कुछ ऊष्मीय रूप से उत्तेजित इलेक्ट्रॉनों में बैरियर को पार करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा होती है। पहले सन्निकटन के लिए यह धारा स्थिर होनी चाहिए (शॉकली डायोड समीकरण के अनुसार); चूंकि , कमजोर बैरियर कम होने (वैक्यूम [[शोट्की प्रभाव]] के समान) के कारण रिवर्स बायस के साथ करंट धीरे-धीरे बढ़ता है। बहुत उच्च पूर्वाग्रहों पर, कमी क्षेत्र टूट जाता है। | * रिवर्स बायस के अनुसार , एक छोटा लीकेज करंट होता है क्योंकि धातु में कुछ ऊष्मीय रूप से उत्तेजित इलेक्ट्रॉनों में बैरियर को पार करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा होती है। पहले सन्निकटन के लिए यह धारा स्थिर होनी चाहिए (शॉकली डायोड समीकरण के अनुसार); चूंकि , कमजोर बैरियर कम होने (वैक्यूम [[शोट्की प्रभाव]] के समान) के कारण रिवर्स बायस के साथ करंट धीरे-धीरे बढ़ता है। बहुत उच्च पूर्वाग्रहों पर, कमी क्षेत्र टूट जाता है। | ||
नोट: उपरोक्त चर्चा एक एन-टाइप सेमीकंडक्टर के लिए स्कॉटकी बाधा के लिए है; पी-टाइप सेमीकंडक्टर के लिए समान विचार लागू होते हैं। | नोट: उपरोक्त चर्चा एक एन-टाइप सेमीकंडक्टर के लिए स्कॉटकी बाधा के लिए है; पी-टाइप सेमीकंडक्टर के लिए समान विचार लागू होते हैं। | ||
धारा -वोल्टेज संबंध गुणात्मक रूप से [[पी-एन जंक्शन]] के समान है, चूंकि भौतिक प्रक्रिया कुछ अलग है।<ref>{{cite book |title=सेमीकंडक्टर भौतिकी और अनुप्रयोग|last1=Balkanski |first1=M. |last2=Wallis | first2=R.F. |year=2000 |publisher=Oxford University Press |isbn=978-0198517405 }}</ref> | |||
[[File:Schottky barrier minority carrier injection.svg|thumb|एक बहुत ही उच्च Schottky बैरियर के लिए (इस स्थितियों े में, लगभग बैंड गैप जितना ऊंचा), फॉरवर्ड बायस करंट को अल्पसंख्यक वाहक इंजेक्शन द्वारा ले जाया जाता है (सफेद तीर सेमीकंडक्टर के वैलेंस बैंड में एक [[इलेक्ट्रॉन छेद]] के इंजेक्शन को दर्शाता है)।]] | [[File:Schottky barrier minority carrier injection.svg|thumb|एक बहुत ही उच्च Schottky बैरियर के लिए (इस स्थितियों े में, लगभग बैंड गैप जितना ऊंचा), फॉरवर्ड बायस करंट को अल्पसंख्यक वाहक इंजेक्शन द्वारा ले जाया जाता है (सफेद तीर सेमीकंडक्टर के वैलेंस बैंड में एक [[इलेक्ट्रॉन छेद]] के इंजेक्शन को दर्शाता है)।]] | ||
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<math display="block">J_{th}= A^{**}T^2e^{-\frac{\Phi_{B_{n,p}}}{k_bT}}\biggl(e^{\frac{qV}{k_bT}}-1\biggr)</math> | <math display="block">J_{th}= A^{**}T^2e^{-\frac{\Phi_{B_{n,p}}}{k_bT}}\biggl(e^{\frac{qV}{k_bT}}-1\biggr)</math> | ||
जबकि [[क्वांटम टनलिंग]] | जबकि [[क्वांटम टनलिंग]] धारा घनत्व को त्रिकोणीय आकार के अवरोध के लिए ([[WKB सन्निकटन]] पर विचार करते हुए) व्यक्त किया जा सकता है:{{citation needed|date=February 2021}} | ||
<math display="block">J_{T_{n,p}}= \frac{q^3E^2}{16\pi^2\hbar\Phi_{B_{n,p}}} e^{\frac{-4\Phi_{B_{n,p}}^{3/2}\sqrt{2m^*_{n,p}}}{3q\hbar E}} </math> | <math display="block">J_{T_{n,p}}= \frac{q^3E^2}{16\pi^2\hbar\Phi_{B_{n,p}}} e^{\frac{-4\Phi_{B_{n,p}}^{3/2}\sqrt{2m^*_{n,p}}}{3q\hbar E}} </math> | ||
दोनों सूत्रों से यह स्पष्ट है कि | दोनों सूत्रों से यह स्पष्ट है कि धारा योगदान इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों दोनों के लिए अवरोध ऊंचाई से संबंधित है। यदि n और p दोनों वाहकों के लिए एक सममित धारा प्रोफ़ाइल की आवश्यकता है, तो इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों के लिए अवरोध की ऊँचाई आदर्श रूप से समान होनी चाहिए। | ||
=== अल्पसंख्यक वाहक इंजेक्शन === | === अल्पसंख्यक वाहक इंजेक्शन === | ||
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Schottky डायोड एक एकल धातु-अर्धचालक जंक्शन है, जिसका उपयोग इसके सुधारक गुणों के लिए किया जाता है। Schottky डायोड अधिकांशतः सबसे उपयुक्त प्रकार के डायोड होते हैं, जब कम आगे [[ वोल्टेज घटाव ]] वांछित होता है, जैसे उच्च दक्षता डीसी [[बिजली की आपूर्ति]] में। इसके अतिरिक्त , उनके बहुमत-वाहक चालन तंत्र के कारण, शॉटकी डायोड पी-एन जंक्शन डायोड की तुलना में अधिक स्विचिंग गति प्राप्त कर सकते हैं, जिससे उन्हें उच्च आवृत्ति संकेतों को सुधारने के लिए उपयुक्त बना दिया जाता है। | Schottky डायोड एक एकल धातु-अर्धचालक जंक्शन है, जिसका उपयोग इसके सुधारक गुणों के लिए किया जाता है। Schottky डायोड अधिकांशतः सबसे उपयुक्त प्रकार के डायोड होते हैं, जब कम आगे [[ वोल्टेज घटाव ]] वांछित होता है, जैसे उच्च दक्षता डीसी [[बिजली की आपूर्ति]] में। इसके अतिरिक्त , उनके बहुमत-वाहक चालन तंत्र के कारण, शॉटकी डायोड पी-एन जंक्शन डायोड की तुलना में अधिक स्विचिंग गति प्राप्त कर सकते हैं, जिससे उन्हें उच्च आवृत्ति संकेतों को सुधारने के लिए उपयुक्त बना दिया जाता है। | ||
एक दूसरे सेमीकंडक्टर/मेटल इंटरफेस और दोनों जंक्शनों को ओवरलैप करते हुए एक गेट स्टैक प्रस्तुत करते हुए, एक Schottky बैरियर फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर (SB-FET) प्राप्त कर सकता है। गेट चैनल के अंदर वाहक इंजेक्शन को चलाता है जो इंटरफ़ेस पर बैंड को मोड़ता है, और इस प्रकार शोट्की बाधाओं का प्रतिरोध करता है। सामान्यतः | एक दूसरे सेमीकंडक्टर/मेटल इंटरफेस और दोनों जंक्शनों को ओवरलैप करते हुए एक गेट स्टैक प्रस्तुत करते हुए, एक Schottky बैरियर फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर (SB-FET) प्राप्त कर सकता है। गेट चैनल के अंदर वाहक इंजेक्शन को चलाता है जो इंटरफ़ेस पर बैंड को मोड़ता है, और इस प्रकार शोट्की बाधाओं का प्रतिरोध करता है। सामान्यतः धारा के लिए सबसे महत्वपूर्ण प्रतिरोधी पथ शॉट्की बाधाओं द्वारा दर्शाया जाता है, और इसलिए ट्रांजिस्टर चालू होने पर चैनल स्वयं चालन में महत्वपूर्ण योगदान नहीं देता है। इस तरह के उपकरण में एक द्विध्रुवीय व्यवहार होता है क्योंकि जब दोनों जंक्शनों पर एक सकारात्मक वोल्टेज लागू होता है, तो उनका बैंड आरेख नीचे की ओर मुड़ा होता है, जिससे स्रोत से नाली तक एक इलेक्ट्रॉन प्रवाह (एक की उपस्थिति) को सक्षम किया जा सकता है। <math>V_{DS}</math> वोल्टेज हमेशा निहित होता है) प्रत्यक्ष क्वांटम टनलिंग के कारण। दोनों जंक्शनों पर लगाए गए एक नकारात्मक वोल्टेज के विपरीत स्थितियों े में बैंड आरेख ऊपर की ओर मुड़ा हुआ है और छिद्रों को इंजेक्ट किया जा सकता है और नाली से स्रोत तक प्रवाहित किया जा सकता है। गेट वोल्टेज को 0 V पर सेट करना टनलिंग करंट को दबा देता है और थर्मिओनिक उत्सर्जन घटनाओं के कारण केवल कम करंट को सक्षम करता है। ऐसे उपकरण की मुख्य सीमाओं में से एक इस धारा की उपस्थिति से दृढ़ता से संबंधित है जिससे इसे ठीक से बंद करना कठिन हो जाता है। इस तरह के उपकरण का एक स्पष्ट लाभ यह है कि चैनल डोपिंग (सेमीकंडक्टर) की कोई आवश्यकता नहीं है और थर्मल बजट को कम रखते हुए [[आयन आरोपण]] और [[एनीलिंग (धातु विज्ञान)]] जैसे महंगे तकनीकी कदमों से बचा जा सकता है। चूँकि नाली और गेट के बीच वोल्टेज के अंतर के कारण बैंड का झुकना अधिकांशतः पर्याप्त वाहकों को इंजेक्ट करता है जिससे डिवाइस का उचित स्विच ऑफ असंभव हो जाता है। इसके अतिरिक्त , Schottky संपर्कों के आंतरिक प्रतिरोध के कारण कम ऑन-करंट जंक्शन क्षेत्र के कठिन नियंत्रण के कारण एक बहुत ही कठिन और अविश्वसनीय मापनीयता की तरह इस तरह के उपकरण के विशिष्ट हैं। | ||
[[File:G12922.png|thumb|center|upright=4|एसबीएफईटी संचालन के बैंड आरेख। बाएं से दाएं: ऋणात्मक लागू वोल्टेज बैंड आरेख को मोड़ता है जिससे होल टनलिंग करंट (पी-टाइप) सक्षम होता है; बिना किसी वोल्टेज के लागू वाहक (ऑफ-स्टेट) के लिए केवल थर्मिओनिक उत्सर्जन की अनुमति है; एक सकारात्मक गेट वोल्टेज इलेक्ट्रॉनों को नीचे की ओर बैंड बेंडिंग (एन-टाइप) के कारण सुरंग बनाने में सक्षम बनाता है।]] | [[File:G12922.png|thumb|center|upright=4|एसबीएफईटी संचालन के बैंड आरेख। बाएं से दाएं: ऋणात्मक लागू वोल्टेज बैंड आरेख को मोड़ता है जिससे होल टनलिंग करंट (पी-टाइप) सक्षम होता है; बिना किसी वोल्टेज के लागू वाहक (ऑफ-स्टेट) के लिए केवल थर्मिओनिक उत्सर्जन की अनुमति है; एक सकारात्मक गेट वोल्टेज इलेक्ट्रॉनों को नीचे की ओर बैंड बेंडिंग (एन-टाइप) के कारण सुरंग बनाने में सक्षम बनाता है।]] | ||
Revision as of 10:38, 2 April 2023
कट-ओपन पैकेजिंग के साथ 1N5822 Schottky डायोड। सेमीकंडक्टिंग सिलिकॉन (केंद्र) धातु के एक इलेक्ट्रोड के विरुद्ध एक Schottky बाधा बनाता है, और दूसरे इलेक्ट्रोड के विरुद्ध एक ओमिक संपर्क बनाता है।
शून्य बायस (संतुलन) पर n-टाइप सेमीकंडक्टर Schottky बैरियर के लिए बैंड आरेख, 'Schottky बैरियर हाइट' की ग्राफिकल परिभाषा के साथ, ΦB, इंटरफेसियल चालन बैंड एज ई के बीच अंतर के रूप मेंC और फर्मी स्तर ईF. [पी-टाइप शोट्की बैरियर के लिए, ΦB ई के बीच का अंतर हैF और वैलेंस बैंड एज ईV.
]वॉल्टर एच. शॉट्की के नाम पर रखा गया एक शॉट्की बैरियर, धातु-अर्धचालक जंक्शन पर बनने वाले इलेक्ट्रॉनों के लिए एक संभावित ऊर्जा अवरोधक है। Schottky बैरियर्स में सही करनेवाला विशेषताएँ होती हैं, जो डायोड के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त होती हैं। Schottky बैरियर की प्राथमिक विशेषताओं में से एक Schottky बैरियर की ऊँचाई है, जिसे Φ द्वारा चिह्नित किया जाता हैB (रेखा - चित्र देखें)। Φ का मानB धातु और अर्धचालक के संयोजन पर निर्भर करता है।[1][2]
सभी मेटल-सेमीकंडक्टर जंक्शन एक सुधारक शोट्की बैरियर नहीं बनाते हैं; एक धातु-अर्धचालक जंक्शन जो बिना सुधार के दोनों दिशाओं में धारा का संचालन करता है, संभवतः इसके शोट्की बैरियर के बहुत कम होने के कारण, इसे ओमिक संपर्क कहा जाता है।
गठन का भौतिकी
जब किसी धातु को सेमीकंडक्टर के सीधे संपर्क में रखा जाता है, तो एक तथाकथित शॉट्की बैरियर बन सकता है, जिससे विद्युत संपर्क का सुधारात्मक व्यवहार होता है। यह तब होता है जब सेमीकंडक्टर एन-टाइप (सेमीकंडक्टर) | एन-टाइप होता है और इसका कार्य कार्य धातु के समारोह का कार्य से छोटा होता है, और जब सेमीकंडक्टर पी-टाइप (सेमीकंडक्टर) होता है। पी-टाइप और विपरीत संबंध कार्य कार्यों के बीच धारण करता है।[3] बैंड आरेख औपचारिकता के माध्यम से शॉटकी बाधा गठन के विवरण के आधार पर, तीन मुख्य धारणाएं हैं:[4]
- धातु और अर्धचालक के बीच संपर्क घनिष्ठ होना चाहिए और किसी अन्य भौतिक परत (जैसे ऑक्साइड) की उपस्थिति के बिना होना चाहिए।
- धातु और अर्धचालक का कोई अंतःप्रसार नहीं लिया जाता है।
- दो सामग्रियों के बीच इंटरफेस में कोई अशुद्धियाँ नहीं हैं।
पहले सन्निकटन के लिए, एक धातु और एक अर्धचालक के बीच अवरोध की भविष्यवाणी Schottky-Mott नियम द्वारा की जाती है, जो धातु-वैक्यूम कार्य फ़ंक्शन और सेमीकंडक्टर-वैक्यूम इलेक्ट्रॉन आत्मीयता के अंतर के समानुपाती होता है। एक पृथक धातु के लिए, कार्य कार्य इसकी निर्वात ऊर्जा के बीच के अंतर के रूप में परिभाषित किया गया है (अर्थात् वह न्यूनतम ऊर्जा जो एक इलेक्ट्रॉन के पास स्वयं को पदार्थ से पूरी तरह से मुक्त करने के लिए होनी चाहिए) और फर्मी ऊर्जा , और यह निर्दिष्ट धातु का एक अपरिवर्तनीय गुण है:
दूसरी ओर, अर्धचालक के कार्य कार्य को इस प्रकार परिभाषित किया गया है:
कहाँ इलेक्ट्रॉन आत्मीयता है (अर्थात निर्वात ऊर्जा और चालन बैंड के ऊर्जा स्तर के बीच का अंतर)। सेमीकंडक्टर के कार्य फ़ंक्शन को उसके इलेक्ट्रॉन संबंध के संदर्भ में वर्णित करना मूल्यवान है क्योंकि यह अंतिम सेमीकंडक्टर का एक अपरिवर्तनीय मूलभूत गुण है, जबकि चालन बैंड और फर्मी ऊर्जा के बीच का अंतर डोपिंग (सेमीकंडक्टर) पर निर्भर करता है।
File:Msemictoghandsep.png
अलग होने पर (ऊपर) और अंतरंग संपर्क में होने पर (नीचे) धातु और अर्धचालक बैंड आरेख
जब दो अलग-अलग सामग्रियों को घनिष्ठ संपर्क में रखा जाता है, तो फर्मी स्तरों के बराबर कार्य कार्यों के मूल्यों के आधार पर एक सामग्री से दूसरी सामग्री में चार्ज की गति को लाता है। यह एक ऊर्जा अवरोध के निर्माण की ओर जाता है, क्योंकि सामग्री के बीच इंटरफेस में कुछ चार्ज एकत्र हो जाते हैं। इलेक्ट्रॉनों के लिए, बाधा ऊंचाई मेटल वर्क फ़ंक्शन और अर्धचालक के इलेक्ट्रॉन संबंध के बीच अंतर के रूप में आसानी से गणना की जा सकती है:
जबकि छिद्रों के लिए अवरोध की ऊँचाई सेमीकंडक्टर के ऊर्जा अंतराल और इलेक्ट्रॉनों के लिए ऊर्जा अवरोध के बीच के अंतर के बराबर है:
वास्तव में, क्या हो सकता है कि आवेशित इंटरफ़ेस राज्य फर्मी स्तर को एक निश्चित ऊर्जा मूल्य पर पिन कर सकते हैं, चाहे कार्य फ़ंक्शन मान दोनों वाहकों के लिए अवरोध ऊंचाई को प्रभावित करता हो। यह इस तथ्य के कारण है कि एक धातु के विरुद्ध सेमीकंडक्टर क्रिस्टल की रासायनिक समाप्ति उसके ऊर्जा अंतराल के भीतर इलेक्ट्रॉन राज्यों का निर्माण करती है। इन धातु-प्रेरित गैप स्टेट्स की प्रकृति और इलेक्ट्रॉनों द्वारा उनका कब्जा बैंड गैप के केंद्र को फर्मी स्तर पर पिन करने के लिए जाता है, एक प्रभाव जिसे फर्मी लेवल पिनिंग के रूप में जाना जाता है। इस प्रकार मेटल-सेमीकंडक्टर संपर्कों में शॉटकी बाधाओं की ऊंचाई अधिकांशतः शॉटकी-मोट नियम के विपरीत अर्धचालक या धातु कार्य कार्यों के मूल्य पर थोड़ी निर्भरता दिखाती है।[5] विभिन्न अर्धचालक इस फर्मी स्तर को अलग-अलग डिग्री पर प्रदर्शित करते हैं, लेकिन एक तकनीकी परिणाम यह है कि ओमिक संपर्क सामान्यतः सिलिकॉन और गैलियम आर्सेनाइड जैसे महत्वपूर्ण अर्धचालकों में बनाना कठिन होता है। गैर-ओमिक संपर्क धारा प्रवाह के लिए एक परजीवी प्रतिरोध प्रस्तुत करते हैं जो ऊर्जा की खपत करता है और डिवाइस के प्रदर्शन को कम करता है।
शुद्ध करने वाले गुण
एक रेक्टिफाइंग शॉटकी बैरियर में, बैरियर इतना अधिक होता है कि इंटरफ़ेस के पास सेमीकंडक्टर में एक कमी क्षेत्र होता है। यह अवरोध को एक उच्च प्रतिरोध देता है जब उस पर छोटे वोल्टेज पूर्वाग्रह लागू होते हैं। बड़े वोल्टेज पूर्वाग्रह के अनुसार , बैरियर के माध्यम से बहने वाली विद्युत धारा अनिवार्य रूप से थर्मिओनिक उत्सर्जन के नियमों द्वारा नियंत्रित होती है, इस तथ्य के साथ मिलकर कि स्कॉटकी बैरियर धातु के फर्मी स्तर के सापेक्ष तय होता है।[6]
Forward bias: thermally excited electrons are able to spill into the metal.
Reverse bias: The barrier is too high for thermally excited electrons to enter the conduction band from the metal.
- आगे के बायस के अनुसार , सेमीकंडक्टर में कई ऊष्मीय रूप से उत्तेजित इलेक्ट्रॉन होते हैं जो बैरियर के ऊपर से गुजरने में सक्षम होते हैं। बैरियर पर इन इलेक्ट्रॉनों का मार्ग (बिना किसी इलेक्ट्रॉन के वापस आना) विपरीत दिशा में एक करंट से मेल खाता है। पूर्वाग्रह के साथ धारा बहुत तेजी से बढ़ती है, चूंकि उच्च पूर्वाग्रहों पर अर्धचालक का श्रृंखला प्रतिरोध धारा को सीमित करना प्रारंभ कर सकता है।
- रिवर्स बायस के अनुसार , एक छोटा लीकेज करंट होता है क्योंकि धातु में कुछ ऊष्मीय रूप से उत्तेजित इलेक्ट्रॉनों में बैरियर को पार करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा होती है। पहले सन्निकटन के लिए यह धारा स्थिर होनी चाहिए (शॉकली डायोड समीकरण के अनुसार); चूंकि , कमजोर बैरियर कम होने (वैक्यूम शोट्की प्रभाव के समान) के कारण रिवर्स बायस के साथ करंट धीरे-धीरे बढ़ता है। बहुत उच्च पूर्वाग्रहों पर, कमी क्षेत्र टूट जाता है।
नोट: उपरोक्त चर्चा एक एन-टाइप सेमीकंडक्टर के लिए स्कॉटकी बाधा के लिए है; पी-टाइप सेमीकंडक्टर के लिए समान विचार लागू होते हैं।
धारा -वोल्टेज संबंध गुणात्मक रूप से पी-एन जंक्शन के समान है, चूंकि भौतिक प्रक्रिया कुछ अलग है।[7]
File:Schottky barrier minority carrier injection.svg
एक बहुत ही उच्च Schottky बैरियर के लिए (इस स्थितियों े में, लगभग बैंड गैप जितना ऊंचा), फॉरवर्ड बायस करंट को अल्पसंख्यक वाहक इंजेक्शन द्वारा ले जाया जाता है (सफेद तीर सेमीकंडक्टर के वैलेंस बैंड में एक इलेक्ट्रॉन छेद के इंजेक्शन को दर्शाता है)।
चालन मूल्य
थर्मिओनिक उत्सर्जन निम्नानुसार तैयार किया जा सकता है:[citation needed]