Лекции_6_переходы

Райков Д.В., кафедра экспериментальной физики

В общем случае зависимость зарядной емкости от

приложенного к p-n-переходу обратного напряжения выражается формулой:

γ

Где, С0 – емкость p-n-перехода при Uобр=0;

γ - коэффициент зависящий от типа p-n-перехода.

Райков Д.В., кафедра экспериментальной физики

Зарядная емкость увеличивается с ростом Na и Nд, a

также с уменьшением обратного напряжения. Характер зависимости Сзар=f(Uобр) показан на рисунке.

Райков Д.В., кафедра экспериментальной физики

Диффузионная емкость. При увеличении внешнего напряжения, приложенного к р-n-переходу в прямом направлении, растет концентрация инжектированных носителей заряда вблизи границ перехода, что приводит к изменению количества заряда, обусловленного неосновными носителями в р- и n-областях. Это можно рассматривать как проявление некоторой емкости. Поскольку она зависит от изменения диффузионной составляющей тока, ее называют диффузионной.

Райков Д.В., кафедра экспериментальной физики

Диффузионная емкость представляет собой

отношение приращения инжекционного заряда dQинж к вызвавшему его изменению напряжения dUпр, т. е.

Райков Д.В., кафедра экспериментальной физики

Воспользовавшись решением уравнения непрерывности, можно определить заряд инжектированных

носителей, например дырок в n-области:

pn (exp(Uпр )−1)

0 ϕT

Райков Д.В., кафедра экспериментальной физики

Тогда диффузионная емкость, обусловленная изменением общего заряда неравновесных дырок в n-

области, определится по формуле:

n0 exp Uпр

ϕT

Райков Д.В., кафедра экспериментальной физики

Аналогично для диффузионной ёмкости, обусловленной инжекцией электронов в р-область:

p0 exp exp

Uпр

ϕT

Райков Д.В., кафедра экспериментальной физики

Общая диффузионная емкость будет равна:

p pn0 )exp Uϕпр

T

Райков Д.В., кафедра экспериментальной физики

Полная емкость р-n-перехода определяется суммой зарядной и диффузионной емкостей:

диф

При включении р-n-перехода в прямом направлении преобладает диффузионная емкость, а при включении в обратном направлении - зарядная.

Райков Д.В., кафедра экспериментальной физики

Эквивалентная схема р-n-перехода по переменному

току. Схема содержит дифференциальное сопротивление р-n-перехода rд, диффузионную емкость Сдиф, зарядную

емкость Сзар и сопротивление объёма р- и n-областей r1.