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PN结电容分为两部分,势垒电容和扩散电容。
PN结交界处存在势垒区。结两端电压变化引起积累在此区域的电荷数量的改变,从而显现电容效应。 当所加的正向电压升高时,多子(N区的电子、P区的空穴)进入耗尽区,相当于对电容充电。当正向电压减小时,又会有电子、空穴从耗尽区分别流入N区、P区,相当于电容放电。加反向电压升高时,一方面会使耗尽区变宽,会使P区的空穴进一步远离耗尽区,也相当于对电容的放电。加反向电压减少时,就是P区的空穴、N区的电子向耗尽区流,使耗尽区变窄,相当于充电。 PN结电容算法与平板电容相似,只是宽度会随电压变化。 下面再看扩散电容。 PN结势垒电容主要研究的是多子,是由多子数量的变化引起电容的变化。而扩散电容研究的是少子。 在PN结反向偏置时,少子数量很少,电容效应很少,也就可以不考虑了。在正向偏置时,P区中的电子,N区中的空穴,会伴着远离势垒区,数量逐渐减少。即离结近处,少子数量多,离结远处,少子的数量少,有一定的浓度梯度。 正向电压增加时,N区将有更多的电子扩散到P区,也就是P区中的少子----电子浓度、浓度梯度增加。同理,正向电压增加时,N区中的少子---空穴的浓度、浓度梯度也要增加。相反,正向电压降低时,少子浓度就要减少。从而表现了电容的特性。 PN结反向偏置时电阻大,电容小,主要为势垒电容。正向偏置时,电容大,取决于扩散电容,电阻小。 频率越高,电容效应越显著。 在集成电路中,一般利用PN结的势垒电容,即让PN结反偏,只是改变电压的大小,而不改变极性。 不好意思,PN结电容与MOS电容相比,有什么优点,还没有查到,自己也还没有想出来。所以先把自己弄清楚了的这些内容整理下,也希望自己在整理的过程中能有新的发现。最近几天,我会继续查集成电路电容的一些东西,会把我认为好的内容尽量补全的。当然,如果哪位明白,指点一下,更是感激。错误与不妥之处,请多批评指正。 (520101)
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