Диффузионная емкость

Всякий p-n-переход шунтируется емкостью С_n явл-ся суммой емкостей:C_n=С_диф +С_бар, где С_бар - барьерная емкость, обусловленная наличием в области объемного заряда p-n-перехода ионизир-ных примес атомов, заряд кот не скомпенсирован основ носителями; С_диф -диффуз емкость, связ-ная с инерционностью установления распред-я конц-ции неравновесных нз внутри p и n – областей структуры.

С_диф ключена параллельно С_бар и следствием её наличия в общем случае служит изменение прямого тока и как следствие изменение вел-ны объемного заряда неравновесных эл-нов и дырок. С_диф как правило имеет порядок от нескольких сотен до неск тысяч пФ, поэтому при прямом напряж емкость p-n-перехода определяется С_диф, а при обратном - С_бар.

По мере прямого тока С_диф превышает знач С_бар. Носители заряда, инжектируемые p-n-переходом распространяются в p и n – областях, подчиняясь законам диффузии. Вследствие рекомбинации концентрация этих носителей, по мере диффузии вглубь полупроводниковой структуры убывает, причем глубина проникновения имеет порядок диффузионной длины L. Этот процесс приводит к накоплению неравновесных нз вблизи p-n-перехода. Причем заряд этих носителей пропорционален току через p-n-переход, однако из-за сравнительно медленного характера диффузии и рекомбинации неравновесных нз он не может мгновенно изменится с изменением тока. Инерционность зарядов опис-тся t жизни инжектируемых эл-нов и дырок и обуславливает емкостной характер реакции p-n-перехода на всякое изменение прямого тока это явление опис-ся эквивалентной С_диф p-n- перехода, которая при достаточной протяженности p и n областей п/п структуры, превышающей L на низких частотах описывается выражением:

, где N_p и P_n - концентрация неосновных равновесных электронов и дырок в p и n – областях перехода и - диффузионные длины электронов и дырок в тех же областях. При повышении частоты уменьшается и 0 на частотах, период которых значительно меньше времени жизни неосновных носителей заряда τ_n и τ_p.

Дата добавления: 2015-06-04