pn結(jié)交流小信號特性與擴(kuò)散電容

當(dāng)

PN

結(jié)的外加電壓為時，

2.6.1交流小信號下的擴(kuò)散電流

則

PN

結(jié)的擴(kuò)散電流也具有如下形式2.6PN

結(jié)的交流小信號特性與擴(kuò)散電容ω

為角頻率，式中，V0為直流電壓，V0>>kT/q

V1為迭加在直流偏壓上的交流小信號電壓振幅，V1<<kT/q

求擴(kuò)散電容

CD的思路

對于給定的

V1

，求出與之相應(yīng)的

I1

，可得到

PN

結(jié)的交流小信號導(dǎo)納，Y

的實(shí)部為

PN

結(jié)小信號電導(dǎo)

gD

，

Y

的虛部中即包含了

PN

結(jié)的擴(kuò)散電容

CD

，即上式中，由于，可利用近似公式得：

以

N

區(qū)中的空穴擴(kuò)散電流為例，取

N

區(qū)與勢壘區(qū)的邊界為坐標(biāo)原點(diǎn)，由結(jié)定律可得邊界(x=0)處的少子濃度為即x=0處的少子濃度由直流分量和交流小信號分量組成，并可得到x

=0處少子濃度直流分量和交流小信號分量的邊界條件分別為

在ω

不太高的情況下，可以假設(shè)在

N

區(qū)內(nèi)任意位置

x

處，pn(x,t)也由直流分量和交流小信號分量組成，即

將此pn(x,t)代入空穴擴(kuò)散方程并將方程分拆成不含和含的兩個方程，即

解第一個方程可得到p0(x)，代入空穴電流密度方程中，可得到空穴擴(kuò)散電流密度中的直流分量，即前面已求得的

Jdp

同理，電子擴(kuò)散電流密度中的直流分量為，

于是可得

PN

結(jié)正向擴(kuò)散電流中的

直流分量

為

解第二個擴(kuò)散方程結(jié)合少子濃度交流小信號分量的邊界條件，得到p1(x)，代入空穴電流密度方程，得到空穴擴(kuò)散電流密度的交流分量，

同理，電子擴(kuò)散電流密度的交流分量為

于是可得

PN

結(jié)正向擴(kuò)散電流中的

交流分量

為式中，PN

結(jié)的

小信號交流導(dǎo)納

為

在的情況下，由近似公式，得式中，

2.6.2交流導(dǎo)納與擴(kuò)散電容

，就是

PN

結(jié)的

擴(kuò)散電容。

由上式可見，CD與正向直流偏流成正比，即

，為PN

結(jié)的

直流增量電導(dǎo)，

對于

P+N

單邊突變結(jié)，

可見

CD也是取決于低摻雜一側(cè)的雜質(zhì)濃度。N區(qū)：（同時產(chǎn)生）

擴(kuò)散電容的物理意義P區(qū)：（同時產(chǎn)生）P區(qū)N區(qū)勢壘電容與擴(kuò)散電容的比較

勢壘區(qū)中電離雜質(zhì)電荷隨外加電壓的變化率；正負(fù)電荷在空間上是分離的；與直流偏壓成冪函數(shù)關(guān)系；正偏反偏下均存在，可作電容器使用；要使

CT↓，應(yīng)使

A↓，xd↑

（N↓,反偏↑）。

中性區(qū)中非平衡載流子電荷隨外加電壓的變化率；正負(fù)電荷在空間上是重疊的；與直流電流成線性關(guān)系，與直流偏壓成指數(shù)關(guān)系；只存在于正偏下；要使

CD↓，應(yīng)使

IF↓（A↓，正偏↓），

↓。

圖中

gl

為

漏電導(dǎo)，取決于

PN

結(jié)的加工質(zhì)量與清潔程度，rs為