ショットキーバリアダイオード(SBD)とは何ですか?

ショットキーバリアダイオード(SBD)は、pn接合の代わりに半導体(主にn型半導体)と金属(プラチナ Pt、モリブデンMo、チタンTiなど)を接合した構造の素子です。順方向電圧が小さく逆回復時間が短いことから高速スイッチング動作に適しています。

ショットキーバリアダイオードは、金属の仕事関数(金属から電子を取り出すために必要なエネルギー)と半導体の電子親和力の差により生じるショットキー障壁を利用しています。(n型半導体の場合、金属の仕事関数がn型半導体の仕事関数より大きいときにのみショットキー障壁が生じます。)この障壁がpn接合時の障壁より低い金属で構成しているため順方向電圧がpn接合ダイオードより低くなります。
pn接合はドナーとして電子とホールが関与するバイポーラーデバイスですが、ショットキーバリアダイオードは一般的にn型半導体と金属により構成されるデバイスですので、電子のみがドナーとなるユニポーラーデバイスです。このためオン ⇒ オフ時にダイオードで問題になる残存少数キャリアーによる逆回復電荷はありません。ただし、実際は端子間に存在する静電容量などがあるため、pn接合ダイオードに比較してわずかですが逆回復時間は存在します。

順方向電圧が小さく逆回復時間が短いことから高速スイッチング動作に適しています。
Si SBDの耐圧は数10Vと低いですが、ワイドバンドギャップ半導体を用いたSiC SBDでは600Vを超える耐圧を持つ製品があります。

図-1 各種ダイオード I-V特性
図-1 各種ダイオード I-V特性

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