势垒电容(势垒电容)在积累空间电荷的势垒区域中,当PN结的施加电压改变时,势垒区域中累积的空间电荷改变,即,耗尽层的电荷量随着耗尽层的电荷量的增加或减少而增加或减少。
施加的电压。
该现象与电容器的充电和放电过程相同。
耗尽层宽度变化的等效电容器称为势垒电容。
势垒电容具有与结面积,耗尽层的宽度,半导体的介电常数和施加的电压相关的非线性。
势垒电容是二极管两极之间的等效电容分量之一,另一个是扩散电容。
二极管的电容效应仅由AC信号表现出来。
在正偏置和负偏置中都不能忽略势垒电容。
在反向偏压的情况下,由于少数载流子的数量很少,可以忽略扩散电容。
补充说明:势垒电容是pn结的一种电容,即pn结空间电荷区(势垒区)的电容;由于在势垒区域中存在强电场,其中的载流子基本上被驱逐 - 耗尽,势垒区域可以近似为耗尽层,因此势垒电容通常被称为耗尽层电容。
耗尽层电容等于pn结耗尽层厚度(W)的平板电容,其与施加的电压V有关(当正向电压增加时,W变薄,电容增加;反向电压为当W变厚时,电容减小)。
由于dV≈W·dE = W·(dQ /ε),因此耗尽层电容为Cj = dQ / dV =ε/ W.对于单侧突变的p + -n结,存在Cj =(q∈ND/ 2Vbi)1/2;对于线性渐变的p-n结,存在Cj =(qaε2/ 12Vbi)1/3。
势垒电容是电压依赖的非线性电容器,其电容与p-n结面积,半导体介电常数和施加的电压有关。
当pn结被正偏置时,由于大量载流子穿过势垒区,并且耗尽层近似不再有效,通常的计算公式不再适用;在这种情况下,通常认为电位是正偏置的。
屏障电容等于0偏移处的势垒电容的4倍。
然而,实际上,在大的正偏压的情况下由p-n结表现出的电容主要不是势垒电容,而是通常被称为扩散电容器。
值得注意的是,势垒电容是对应于多数载流子电荷变化的电容效应,因此势垒电容将在低频和高频中发挥重要作用(相反,扩散电容是电容效应)因此,半导体器件的最高工作频率通常由势垒电容决定。
当结电压施加时,一方面,结势垒发生变化,导致势垒区域的空间电荷发生变化,这相当于电容器的充电和放电,因为它是由势垒的变化引起的。
电容会发生变化,因此我们使用势垒电容CT来指示另一方面,注入p区的电子数和注入n区的空穴数变化,引起p区和n区的电流。
子浓度梯度的变化。
为了保持电中性状态,大多数载体也必须相应地改变,这相当于“充电”状态。
和“放电”扩散区域中的载流子,就像电容器的充电和放电一样。
因为它是由扩散中载流子的自我变化引起的,所以它被称为扩散电容器并用CD表示。
PN结电容包括两部分:势垒电容和扩散电容:C = CT + CD当结的两端的外部电源为负时(即,n区域为正,p区域为负) ,由于P区和n区的少数负荷。
负载电压很少,负电压的变化不会引起p区和n区电荷的太大变化,因此扩散电容很小,并且在屏障方面可以忽略扩散电容电容。
即:C = CT +CD≈CT因此,在施加负偏压的条件下测量的P-n结电容被认为是P-n结势垒电容。
在集成电路中,通常使用PN结的势垒电容,即PN结被反向偏置,但是电压的大小在不改变极性的情况下改变。
根据内部二极管,PN结电容可随施加的反向电压而变化。
可变容量二极管:用于自动频率控制(AFC)和调谐的低功率二极管。
它们主要用于无绳电话中移动电话或固定电话的高频调制电流,以实现对高频信号的低频信号调制。
上去发布它。
变容二极管的故障主要是由泄漏或性能不良引起的:1)当发生泄漏时,高频调制电路不工作或调制性能恶化。
2)当可变电容性能恶化时,高频调制电路的操作不稳定,并且调制的高频信号被发送到另一方,并被另一方失真。
3)当出现上述情况之一时,应更换相同类型的变容二极管。