загрузка...
загрузка...
На головну

Ємності p-n переходу

  1. Аналіз рекламоємкими рубрик.
  2. Б. Порушення процесів переходу жиру з крові в тканину
  3. Види трудомісткості.
  4. Питання 26. Визначення ємності ринку
  5. Ється час переходу енергії від однієї точки до сусідньої в порожньому
  6. Закон взаємного переходу кількісних і якісних змін

Зміна зовнішнього напруги dU на p-n переході призводить до зміни накопиченого в ньому заряду dQ. Тому p-n перехід поводиться подібно конденсатору, ємність якого С = dQ / dU.

Залежно від фізичної природи змінюється заряду розрізняють ємності бар'єрну (зарядну) і дифузійну.

Бар'єрна (зарядна) ємність визначається зміною нескомпенсованого заряду іонів при зміні ширини замикаючого шару під впливом зовнішнього зворотного напруги. Тому ідеальний електронно-дірковий перехід можна розглядати як плоский конденсатор, ємність якого визначається співвідношенням

 , (1.41)

де П, d - відповідно площа і товщина p-n переходу.

Зі співвідношень (1.41) і (1.31) слід

.

У загальному випадку залежність зарядної ємності від прикладеного до p-n переходу зворотної напруги виражається формулою

,

де C0 - Ємність p-n переходу при UОБР = 0; g - коефіцієнт, що залежить від типу p-n переходу (для різких p-n переходів g = 1/2, а для плавних g = 1/3).

Бар'єрна ємність збільшується з ростом NА і NД, А також зі зменшенням зворотного напруги. Характер залежності СБАР = F (UОБР) Показаний на рис. 1.13, а.

Розглянемо диффузионную ємність. При збільшенні зовнішнього напруги, прикладеного до p-n переходу в прямому напрямку, зростає концентрація інжектованих носіїв поблизу кордонів переходу, що призводить до зміни кількості заряду, обумовленого неосновними носіями в p- і n-областях. Це можна розглядати як прояв деякої ємності. Оскільки вона залежить від зміни дифузійної складової струму, її називають дифузійної. Дифузійна ємність являє собою відношення приросту инжекционного заряду dQінж до викликав його зміни напруги dUпр, Т. Е.  . Скориставшись рівнянням (1.30), можна визначити заряд інжектованих носіїв, наприклад дірок в n-області:

.

 а)  б)

Малюнок 1.13 Залежність бар'єрної (а) і дифузійної (б) ємностей p-n переходу від напруги.

.

Тоді дифузійна ємність, обумовлена ??зміною загального заряду нерівноважних дірок в n-області, визначиться за формулою

.

Аналогічно для дифузійної ємності, обумовленої инжекцией електронів в p-область,

.

Малюнок 1.13 Еквівалентна схема p-n переходу.

Загальна дифузійна ємність

.

Залежність ємності від прямого напруги на p-n переході показана на малюнку 1.13, б.

Повна ємність p-n переходу визначається сумою зарядної і дифузійної ємностей:

.

При включенні p-n переходу в прямому напрямку переважає дифузійна ємність, а при включенні в зворотному напрямку - зарядна.

На рис. 1.14 приведена еквівалентна схема p-n переходу по змінному струмі. Схема містить диференціальне опір p-n переходу rД, Дифузійну ємність СДІФ, Бар'єрну ємність СБАР і опір обсягу p- і n-областей r1. На підставі рівняння (1.37) можна записати:

.

Якщо при прямому включенні p-n переходу Uпр >> jт, То:

; .

При кімнатній температурі  ; (1.42)

(В співвідношенні (1.42) значення струму підставляється в амперах). Опір витоку rУТ враховує можливість проходження струму по поверхні кристала через недосконалість його структури. При прямому включенні p-n переходу ЗБАР << ЗДІФ, Диференціальне опір rД ПР мало і порівнянно з r1, Тому еквівалентна схема набуває вигляду, показаний на рис. 1.15, а.

 а)  б)

Малюнок 1.15 Спрощені еквівалентні схеми p-n переходу.

При зворотному зсуві rД ОБР >> r1, ЗБАР >> ЗДІФ і еквівалентна схема має вигляд, показаний на рис. 1.15, б.

 



Попередня   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   Наступна

ВСТУП | Напівпровідники з власної електропровідністю | Напівпровідники з електронною електропровідністю | Напівпровідники з доречний електропровідністю | дрейфовий струм | дифузний струм | Електронно-дірковий перехід в стані рівноваги | Пряме включення p-n переходу | Зворотне включення р-п-переходу | Теоретична вольтамперная характеристика p-n переходу |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати