巴利加优值
巴利加优值
在宽禁带和超宽禁带半导体相关的研究中,巴利加优值(Baliga figure of
merit,
BFOM)是一个经常出现的系数,它衡量了半导体材料特性对漂移区导通电阻的影响。

要理解这个系数,要先想一想我们如何通过半导体物理构造一个开关呢?基本的想法就是构造一个势垒,施加反向偏压的时候这个势垒增大,关断电流;施加正向偏压的时候势垒减小,让电流可以通过去。对于这种结构,理想情况下它需要关断时没有漏电,且导通时没有电阻,当然现实中这两者不可避免地存在。尤其是对于高压、高功率器件来说,我们需要器件在很高的电压下才能够导通,这需要构造非常大的势垒。比如水管很小时,只需要一点小阻碍就可以堵住它了;但是想要对长江做类似的操作,需要建立一座三峡大坝。这不可避免地导致器件会有非常大的导通电阻,导致很大的导通损耗,在功率器件里这是关注的问题之一。
以功率MOSFET为例,他的基本原理和普通的MOSFET一样,但它的导通方向沿纵向的,沟道非常宽,可以得到很大的电流。电子进入源区电极,横向从栅极底下的反型层(N+区域)漂移至n型漂移区。然后电子垂直地从n型漂移区漂移至漏极。
它的导通电阻可以写为
肖特基二极管
肖特基二极管(Schottky Barrier Diode,SBD)不是利用PN结原理制作的, 和普通二极管相比,它只涉及到一种载流子,因此切换速度高、功耗也较低,在高频电路中有着广泛的应用。SBD的基本结构是N掺杂的半导体连接阴极,上面贵金属连接阳极,通过半导体与金属之间形成的金属-半导体结来实现整流效果。对于理想的SBD,我们可以通过耗尽近似求解泊松方程来获得耗尽区(漂移区)的三角形电场分布,这个过程和求解PN结的电场分布和假设是完全一样的。
和PN结一样,电子也会从半导体中扩散到金属中,形成一个空间电荷区,或者叫漂移区或耗尽区,耗尽区的电阻可以表示成,