PN结的电容效应——势垒电容和扩散电容

        在一定条件下,PN结具有电容效应,根据产生的原因分为势垒电容扩散电容

        一:势垒电容

        当PN结外加的反向电压变化时,空间电荷区的宽度将随之变化,即耗尽层的电荷量随外加电压而增大或减小这种现象与电容器的充放电过程相同,如图所示。耗尽层宽窄变化所等效的电容称为势垒电容Cb。Cb具有非线性,它与结面积、耗尽层宽度、半导体的介电常数以及外加电压有关。对于一个制作好的PN结,Cb与外加电压u的关系如图(b)所示。利用PN结加反向电压时Cb随u变化的特性,可制成各种变容二极管。

        二:扩散电容

        PN结处于平衡状态时的少子常称为平衡少子。PN结处于正向偏置时,从P区扩散到N区的空穴和从N区扩散到P区的自由电子均称为非平衡少子。当外加正向电压一定的时候,靠近耗尽层交界面的地方非平衡少子的浓度高,而远离交界面的地方浓度低,且浓度自高到底逐渐衰减,直至零。形成一定的浓度梯度(即浓度差),从而形成扩散电流。当外加正向电压增大时,非平衡少子的浓度增大且浓度梯度也增大,从外部看正向电流(即扩散电流)增大。当外加正向电压减小时与上述变化相反。

                             

图1.1.10所示的三条曲线是在不同正向电压下P区少子浓度的分布情况。各曲线与np=np0所对应的水平线之间的面积代表了非平衡少子在扩散区域的数目。当外加电压增大时,曲线由1变为2,非平衡少子数目增多;当外加电压减小时,曲线由1变为3,非平衡少子数目减少。扩散区内,电荷的累积和释放过程与电容器充放电过程相同,这种电容效应称为扩散电容Cd。与Cb一样,Cd也具有非线性,它与流过PN结的正向电流i,温度的电压当量UT以及非平衡少子的寿命t有关。i越大、t越大、Ut越小,Cd就越大。

        由此可见,PN结的结电容Cj是Cb与Cd之和,即

                                                                        Cj=Cb+Cd

        由于Cb与Cd一般都很小(结面积小的为1pF左右,结面积大的为几十至几百皮法),对于低频信号呈现出很大的容抗,其作用可忽略不计,因而只有在信号频率较高时才考虑结电容的作用

相关推荐

最近更新

  1. docker php8.1+nginx base 镜像 dockerfile 配置

    2024-07-17 12:46:05       67 阅读
  2. Could not load dynamic library ‘cudart64_100.dll‘

    2024-07-17 12:46:05       71 阅读
  3. 在Django里面运行非项目文件

    2024-07-17 12:46:05       58 阅读
  4. Python语言-面向对象

    2024-07-17 12:46:05       69 阅读

热门阅读

  1. v3+ts一套(详细)

    2024-07-17 12:46:05       21 阅读
  2. 【linux】将一个c文件编译成so库文件

    2024-07-17 12:46:05       25 阅读
  3. 2024CAIP省赛

    2024-07-17 12:46:05       23 阅读
  4. jekins 是如何知道git 提交了代码?

    2024-07-17 12:46:05       19 阅读
  5. MFC:文本可视化输出

    2024-07-17 12:46:05       22 阅读
  6. 七种软件设计原则

    2024-07-17 12:46:05       21 阅读
  7. 常见的排序算法,复杂度

    2024-07-17 12:46:05       17 阅读
  8. c#视觉应用开发中如何在C#中进行图像去伪影?

    2024-07-17 12:46:05       28 阅读
  9. @RequestPart和@RequestParam 区别和联系

    2024-07-17 12:46:05       22 阅读
  10. 聚合支付+分账系统体系

    2024-07-17 12:46:05       24 阅读
  11. 解释 Git 的基本概念和使用方式。

    2024-07-17 12:46:05       25 阅读
  12. SQL Error: 1406, SQLState: 22001

    2024-07-17 12:46:05       25 阅读
  13. cn.hutool.core.util.IdUtil.getSnowflake

    2024-07-17 12:46:05       25 阅读