Емкость р-n перехода
Электронно-дырочный переход обладает емкостными свойствами. Различают два типа емкостей р-n перехода – барьерную (зарядную) и диффузионную. Барьерной емкостью называют емкость, образованную разноимёнными объемными зарядами примесных атомов доноров и акцепторов. При изменении приложенного к р-n переходу напряжения, изменяется ширина р-n перехода и его объемный заряд. Изменение величин заряда на переходе при изменении напряжения происходит не мгновенно, а постепенно, что характерно для емкостного эффекта. . По своей природе и физическим свойствам эта емкость сходна с емкостью плоского конденсатора, поэтому ее можно определить по следующей формуле (плоского конденсатора). . (2.9) Из этой формулы следует, что барьерная емкость зависит от концентрации примесей, толщины и площади р-n перехода, а также величины и полярности приложенного напряжения. Чем выше концентрация примесей, тем меньше ширина р-n перехода и больше барьерная емкость. При воздействии на р-n переход обратного напряжения (-U) переход расширяется, а барьерная емкость уменьшается. Прямое напряжение (Uпр) сужает р-n переход, что ведет к увеличению Сбар.. Примерный вид зависимости Сбар.от приложенного напряжения имеет вид, приведённый на рис.2.13. Изменение Сбар. от внешнего напряжения используется в специальных полупроводниковых приборах – варикапах и параметрических диодах, которые применяются для генерирования, усиления сигналов, автоматической подстройки, умножения частоты и т.д. В интегральных микросхемах Сбар используется в качестве конденсаторов. Рис. 2.13 При прямом включении р-n перехода к барьерной емкости добавляется диффузионная Сдиф . она характеризует накопление подвижных носителей заряда в р и n областях. Предположим , что р-n переход включен в прямом направлении. Подвижные носители зарядов инжектируют через понизившийся потенциальный барьер, и не успев рекомбинировать, накапливаются, образуя Сдиф. Величина диффузионной емкости может быть определена по следующее формуле: . (2.20) Отсюда видно, что Сдиф тем больше, чем больше прямой ток через р-n переход и время жизни неосновных носителей (чем больше прямой ток, тем больше число носителей накапливаются по обе стороны от перехода, а чем больше время жизни, тем дольше будут существовать накопленные заряды не рекомбинируя). Полная емкость р-n перехода определяется как сумма емкостей. СП = Сбар + Сдиф. При включении р-n переход в прямом направлении, преобладает Сдиф и СП Сдиф, а в обратном направлении – барьерная (Сдиф 0, СП Сбар).
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|