 |
|
Тема. Ємність p-n переходу
Загальна ємність p-n-переходу вимірюється між виідами кристала при заданих постійній напрузі (зміщенні) і частоті гармонійної напруги, що прикладаються до переходу. Вона складається з бар'єрної, дифузійної ємностей і ємності корпусу кристала:
С = Сбар + Сдіф + Скорп
Бар'єрна (або зарядна) місткість обумовлена нескомпенсований зарядом іонізованих атомів домішки, зосередженими по обидві сторони від кордону переходу. Ці об'ємні заряди нерухомі і не беруть участь в процесі протікання струму. Вони і створюють електричне поле переходу.
При збільшенні зворотної напруги область просторового заряду і сам заряд збільшуються , причому це збільшення відбувається непропорційно.
Бар'єрна ємність визначається як
і дорівнює
де Sпер - площа переходу.
Бар'єрна ємність становить десятки - сотні пікофарад.
Дифузійна ємність обумовлена зміною величини об'ємного заряду, викликаного зміною прямої напруги і інжекцією неосновних носіїв у розглянутий шар. У результаті в n-базі виникає об'ємний заряд дірок, який практично миттєво (за кілька наносекунд) компенсується зарядом власних підійшовших до дірки електронів. Дифузійну ємність часто висловлюють як лінійну функцію струму, враховуючи експонентний характер ВАХ.
При цьому
де - час життя носіїв для товстої бази. або середній час прольоту для тонкої бази.
Мал. 2.1
Дифузійна ємність становить сотні - тисячі пикофарад.
При прямому напрузі на переході загальна ємність визначається в основному дифузійної ємністю, а при зворотній напрузі - бар'єрної. Загальний вид залежності ємності переходу від напруги на ньому зображений на мал. 1. Цю залежність називають вольт - фарадною характеристикою переходу.
СРС №3