ショットキーバリアダイオード
ショットキーダイオード(ドイツの物理学者ヴァルター・ショットキーにちなんで命名)は、ショットキーバリアダイオード(Schottky barrier diode)あるいはホットキャリアダイオード(hot-carrier diode)としても知られており、半導体と金属の接合によって作られた半導体ダイオードである。 順方向電圧降下が小さく、非常に高速なスイッチング動作をする。 無線技術の初期段階で使われた Cat's-whisker detector(鉱石検波器の一種)と初期の電力用途で使われた酸化銅整流器は、原始的なショットキーダイオードとみなすことができる。
十分な順方向電圧が加えられると、順方向に電流が流れる。 シリコンのpn接合ダイオードの一般的な順方向電圧は、600から700 mVであるが、ショットキーダイオードの順方向電圧は、150から450 mVである。 この低い順方向電圧は、高速なスイッチング速度とより良いシステム効率を可能とする。
ショットキーダイオードは、ショットキートランジスタの内部で対飽和クランプ回路としてよく使用される(クランプ回路:電圧を規定のレベルに保つ回路の総称)。 パラジウムシリサイド(PdSi)で作られたショットキーダイオードは、順方向電圧が低いので、優秀である(ショットキーダイオードの順方向電圧はベース・コレクタ間の順方向電圧よりも低くしないといけない)。 ショットキーの温度係数は、ベース・コレクタ間接合の温度係数よりも低いので、高温でのPdSiの使用が制限される。
電力用ショットキーダイオードの場合、埋められたn+層とn型エピタキシャル層の寄生抵抗が重要になる。 トランジスタの場合、電流がエピタキシャル層の厚み全体を通過する必要があるので、エピタキシャル層の抵抗はより重要である。 しかしながら、その抵抗は、接合部全体に広がる分散されたバラスト抵抗として役立ち、通常の条件下において局所的な熱暴走を防ぐことになる。
電力用pn接合ダイオードと比較して、ショットキーダイオードは逆耐圧(降伏電圧)が低い。 ショットキーダイオードの接合部は、温度に敏感な金属皮膜と直接接触している。 それゆえに発熱で故障しない限り(特に逆降伏状態で発熱しない限り)は、深く埋められた接合部を持つ同サイズのpnダイオードよりも少ない電力しか消費しない。 ショットキーダイオードの順方向電圧が低いという相対的な利点は、順方向電流が増えると減少する。 ショットキーダイオード内部の直列抵抗によって生じる電圧降下の方が支配的になるからである。