PN結電容分為兩部分,勢壘電容和擴散電容。
PN結交界處存在勢壘區。結兩端電壓變化引起積累在此區域的電荷數量的改變,從而顯現電容效應。
當所加的正向電壓升高時,多子(N區的電子、P區的空穴)進入耗盡區,相當于對電容充電。當正向電壓減小時,又會有電子、空穴從耗盡區分別流入N區、P區,相當于電容放電。加反向電壓升高時,一方面會使耗盡區變寬,會使P區的空穴進一步遠離耗盡區,也相當于對電容的放電。加反向電壓減少時,就是P區的空穴、N區的電子向耗盡區流,使耗盡區變窄,相當于充電。
PN結電容算法與平板電容相似,只是寬度會隨電壓變化。
下面再看擴散電容。
PN結勢壘電容主要研究的是多子,是由多子數量的變化引起電容的變化。而擴散電容研究的是少子。
在PN結反向偏置時,少子數量很少,電容效應很少,也就可以不考慮了。在正向偏置時,P區中的電子,N區中的空穴,會伴著遠離勢壘區,數量逐漸減少。即離結近處,少子數量多,離結遠處,少子的數量少,有一定的濃度梯度。
正向電壓增加時,N區將有更多的電子擴散到P區,也就是P區中的少子----電子濃度、濃度梯度增加。同理,正向電壓增加時,N區中的少子---空穴的濃度、濃度梯度也要增加。相反,正向電壓降低時,少子濃度就要減少。從而表現了電容的特性。
PN結反向偏置時電阻大,電容小,主要為勢壘電容。正向偏置時,電容大,取決于擴散電容,電阻小。
頻率越高,電容效應越顯著。
在集成電路中,一般利用PN結的勢壘電容,即讓PN結反偏,只是改變電壓的大小,而不改變極性。
不好意思,PN結電容與MOS電容相比,有什么優點,還沒有查到,自己也還沒有想出來。所以先把自己弄清楚了的這些內容整理下,也希望自己在整理的過程中能有新的發現。 近幾天,我會繼續查集成電路電容的一些東西,會把我認為好的內容盡量補全的。當然,如果哪位明白,指點一下,更是感激。錯誤與不妥之處,請多批評指正。
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