二极管是电子电路中最常见最普通的器件之一。历史上第一个实用的半导体二极管是具有检波功能的矿石检波器，它是利用一根金属触针压在半导体晶片上起到单向导电作用的，其结构示于图1。这种金属与半导体接触而形成的二极管就是所谓的肖特基势垒二极管，简称SBD。它是以半导体物理和器件的先驱者肖特基（Schottky）的名字而命名的。
早期的肖特基二极管是点触形式的，电特性不稳定，可靠性也很差。所以以后的肖特基二极管大多发展为平面型结构。这样的肖特基二极管不仅具有频率高、速度快的特点，又解决了可靠性、稳定性及一致性的问题。不过以往由于采用贵金属（T\(_{i}\)、Pt\(_{u}\)等）加工工艺，工作频率虽可达1～10\(^{3}\)GHz，但成本较高，因此大多用于微波军事领域。
图2所示为平面结构的铝硅肖特基二极管原理图。国产检波二极管2S11就属这种类型。由于采用常规的硅平面工艺制造，不仅参数的一致性好，而且成本低廉。例如2Sll的售价与目前大量使用的2AP9等检波管相近，而工作频率却可达10\(^{2}\)～103MHz，因而广泛用于各种民用电子产品中。下面就介绍它的工作原理、伏安特性及其实际应用。
基本工作原理
当金属和半导体（例如铝和N型硅）相接触时，由于铝中的电子平均能量比硅中的电子平均能量低，结果使硅中有较多的电子跑进铝中，从而在硅的一侧因电子离开而形成正的空间电荷区——耗尽层；铝的一侧因电子进入而形成负电荷区，如图3所示。耗尽层的建立使接触区产生了电位差，从而阻止了电子进一步的移动，最后达到平衡。肖特基二极管就是这种金属（铝等）和半导体（硅等）直接相接触的二极管。
在肖特基二极管中，因为没有常规PN结二极管所固有的“扩散”、“复合”及“储存”等过程，所以具有优异的高频和高速性能。
伏安特性
图4是铝硅肖特基二极管2S11和锗二极管2AP9以及由三极管3DG202的EB结代用的硅PN结二极管正反向典型特性曲线。由图可见：硅PN结二极管正向起始电压约为0.7伏、锗二极管约为0.2伏，铝硅肖特基二极管介于两者之间，近似为0.4伏。这种特殊的结压降可在电路中作为简单的基准源或稳压源使用。在特性曲线的转折处，肖特基二极管特性曲线曲率很小，因而有较低的动态（微分）电阻，这就有利于检波效率的提高。此外，图中硅三极管EB结代用的PN结二极管约有-6～－7伏的硬击穿特性；锗2AP9管的反向击穿电压一般在-10伏以上，但起始漏电较大，一般至少达数十微安；铝硅肖特基二极管2S11击穿电压在-20～－30伏之间，与硅PN结二极管一样有较硬的击穿特性，且漏电流很小。
肖特基二极管的应用
由于肖特基二极管具有优良的特性，因此在直流电路和开关电路及交流高频电路中都得到了广泛的应用。
图5是限流型保护的稳压电源输出部分电路图。其中D\(_{1}\)、D2提供约为1.1伏的基准电压，当负载电流超过一定值时，在电流取样电阻R\(_{SC}\)上的压降迫使调整管BG1的基极电流通过D\(_{1}\)、D2分流到输出端，从而使负载电流被抑制在一定值上。由于肖特基二极管D\(_{2}\)的正向压降比较低，因此在同样I0值时，R\(_{SC}\)的值可选得小一些，这就有利于稳压器输出阻抗的降低和功率的减少。
由于肖特基二极管是依靠多数载流子传导电流，不存在少数载流子的储存问题，因此开关速度快（2S11一般反向恢复时间均小于1毫微秒）。再加上它有较低的结压降，这样肖特基二极管不仅适合用于数字或脉冲电路的信号箝位，而且在自控、遥控、仪器仪表中，用于译码、选通、电平配置等电路以及电视、调频接收机中作频道转换开关二极管也较为理想。图6为采用2S11的电调谐频道开关电路图。DB\(_{1}\)为变容二极管。改变W1或W\(_{2}\)可改变DB1的偏压，从而使DB1的电容从35pF变到21pF，而实现电调谐。调谐回路由DB\(_{1}\)及L1、L\(_{2}\)组成。二极管Dl采用2S11，作为电子开关二极管，当开关K\(_{1A}\)接向-12伏时，D1导通，L\(_{1}\)被短路，诸振回路电感为L1，适应于高频道工作；当开关K\(_{1A}\)接向＋12伏时，D1截止，谐振回路电感为L\(_{1}\)＋L2，适应于低频道工作。
铝硅肖特基二极管除用于开关电路外，更主要的还是在高频电路中应用。在进行整机调幅检波和调频鉴频参数测试中表明，用2S11代替2AP9可提高整机性能，其主要特点是输入到检波二极管高频信号频率范围宽阔、检波效率较高、调频鉴频的输出动态范围也较宽。例如在调幅机中，当信噪比为20dB时，用2AP9测得灵敏度为0.6mV／m，最大输出为270mV。而用2S11测得的灵敏度为0.58mV／m，最大输出为280mV；在调频机中，当信噪比为30dB时，用2AP9测得的灵敏度为20μV，最大输出为50mV，而用2S11测得的灵敏度为21μV，最大输出为 90mV。
图7是2S11的典型样品在不同偏置电流和不同输入信号强度时作调幅检波应用的输出实测曲线，测试电路示于图8，测试条件已示于图7。图中I\(_{B}\)为偏置电流，u0为负载电阻R\(_{L}\)上测得的音频交流电压。测试曲线表明，音频输出电压u0随偏置电流I\(_{B}\)增加而增加，但在小信号输入并当IB增加超过100微安时，u\(_{0}\)反而下降。如uin=45mV，I\(_{B}\)＝100μA，这时在RL上约流过46μA，即二极管实际偏流约54μA时，u\(_{0}\)输出最大。为了兼顾大信号输入，如当Uin为500mV时，u\(_{0}\)不致减小太多，实际应用时，IB选取70～100μA为佳。
图9为调频接收机中用于自动频率跟踪的振幅鉴频器，即双失谐回路鉴频器的电路图。图中L\(_{1}\)C1调谐在中频频率（f\(_{1}\)）上，L2C\(_{2}\)、L3C\(_{3}\)分别调谐在比中频低（f2）和比中频高（f\(_{3}\)）上。D1对（f\(_{2}\)）进行检波，D2对（f\(_{3}\)）检波，两路检波输出相减后加于BG1基极。由于参差调谐的结果，BG\(_{1}\)输出电平将与输入信号频率f成正比（S形）关系，信号频率f偏低时，BG1输出电平下降，反之输出电平上升。将BG\(_{1}\)的输出电平控制变频级的本振调谐电容（变容二极管），便可使本振频率自动跟踪。图中D1、D\(_{2}\)采用2S11，均衡电阻R1、R\(_{2}\)也可省略。
综上所述，铝硅肖特基二极管在高频或开关电路中应用较为理想，在民用电子产品中可以普遍代替2AP9等锗检波二极管，且性能优良，稳定可靠，价格低廉。因而它是一种值得推广应用的半导体器件。(路民峰)