Podręcznik

Właściwości złącza m-s determinuje różnica prac wyjścia elektronów z obydwu materiałów (A_m-A_s) dla półprzewodnika określonego typu (wpływ stanów powierzchniowych tutaj pominięto).
Podobnie jak w złączu p-n, różnica prac wyjścia jest przyczyną przemieszczenia nośników ładunku w obszarze przejściowym złącza m-s w trakcie jego powstawania i tym samym utworzenia dipolowej warstwy ładunku przestrzennego, prowadzącego w równowadze termodynamicznej do wyrównania średnich energii nośników w całej strukturze (poziom Fermiego jest stały). Ze względu na dużą różnicę przewodności, warstwa tego ładunku w metalu jest znikomo cienka, natomiast w półprzewodniku wnika głębiej i wiąże się z zakrzywieniem pasm energetycznych odpowiadającym kontaktowej różnicy potencjałów:
 

Można rozróżnić dwa istotne przypadki zmiany stanu półprzewodnika przy granicy metalurgicznej i tym samym zaburzenia koncentracji powierzchniowej nośników ładunku:

1. akumulacja - wzbogacenie w większościwe nośniki ładunku gdy:
   A_m< A_s dla półprzewodnika typu n,
   A_m> A_s dla półprzewodnika typu p,


2. zubożenie - obniżenie koncentracji nośników większościowych, gdy:
   A_m> A_s dla półprzewodnika typu n,
   A_m< A_s dla półprzewodnika typu p,
   podobnie, jak w warstwie zaporowej złącza p-n.

Przypadkom tym odpowiadają inne właściwości elektryczne i zastosowania złącza m-s:
Ad 1) liniowa charakterystyka I-U - tzw. złącze omowe stosowane jako kontakt elektryczny,

Ad 2) niesymetryczna, nieliniowa charakterystyka I-U - tzw. złącze prostujące stosowane w diodach Schottky'ego.

W złączu m-s prostującym nośniki ładunku elektrycznego napotykają na bariery potencjału przedstawione dla półprzewodnika typu n na rys. 5.6: φ₀ (barierę Schottky'ego) dla strumienia elektronów płynących z metalu do półprzewodnika, określoną przez pracę wyjścia A_m i powinowactwo elektronowe półprzewodnika χ_s oraz φ_s (potencjał powierzchniowy) dla strumienia elektronów płynących z pasma przewodnictwa półprzewodnika w przeciwną stronę.
 

W równowadze termodynamicznej:
 

(przy zaniedbaniu wpływu stanów powierzchniowych). Wymienione strumienie elektronów równoważą się, a odpowiadające im gęstości prądów równe są prądowi emisji termoelektrycznej:
 

Polaryzacja złącza m-s powoduje zmianę bariery potencjału od strony półprzewodnika (spadek napięcia praktycznie w całości odkłada się na warstwie zubożonej półprzewodnika). Dla polaryzacji przewodzenia (U>0) bariera ta maleje do wartości (φ_s-U) i strumień elektronów płynących z półprzewodnika do metalu rośnie wykładniczo. Dla polaryzacji zaporowej (U<0) bariera rośnie i strumień ten staje się praktycznie zaniedbywalny w stosunku do strumienia elektronów płynących z metalu do półprzewodnika (tworzących prąd emisji termoelektrycznej).
Charakterystykę prądowo-napięciową złącza m-s można zapisać podobnie, jak dla złącza p-n:
 

Złącze m-s odróżniają od złącza p-n dwie podstawowe cechy decydujące o jego zastosowaniach:

1. spadek napięcia na przewodzącym złączu m-s jest niższy niż na złączu p-n: (φ_s),


2. w przewodzącym złączu m-s elektrony wstrzykiwane do metalu (tzw. gorące elektrony) nie powodują tam zauważalnej zmiany ładunku (praktycznie nie obserwuje się efektu gromadzenia nośników).