Навигация
Расчет барьерной емкости
15287
знаков
2
таблицы
0
изображений
4. Расчет барьерной емкости
Электронно–дырочный переход обладает барьерной, или зарядовой, емкостью, связанной с изменением величины объемного заряда p–n-перехода под влиянием внешнего смещения.
Толщина слоя объемного заряда d перехода связана с высотой потенциального барьера j
= qV
соотношением (3.8) (или (3.10) для несимметричного перехода). Поэтому повышение потенциального барьера p–n-перехода при обратном смещении происходит за счет расширения слоя объемного заряда.
При прямом смещении потенциальный барьер p–n-перехода уменьшается за счет суждения слоя объемного заряда.
Для асимметричного p–n-перехода, например, в том и другом случае толщина слоя объемного заряда определяется соотношением, аналогично (3.10):
d = 
=
, (4.1)
Здесь V>0 при прямом и V<0 при обратном смещении.
Установление стационарного состояния при наличии смещения происходит следующим образом. Обратное смещение V, приложенное к полупроводнику, создает в n- и p-областях внешнее поле Е
, вызывающее дрейф основных носителей к омическим контактам, с помощью которых полупроводник подключается в цепь. Отток основных носителей от p–n-перехода приводит к обнажению новых слоев ионизированных доноров и акцепторов и расширению области объемного заряда. Этот процесс продолжается до тех пор, пока все внешнее смещение V не окажется приложенным к p–n-переходу.
Прямое смещение вызывает приток основных носителей к области объемного заряда, в результате которого заряды, созданные внешним источником э.д.с. на омических контактах, переносятся к p–n-переходу и сужают его.
После установления стационарного состояния практически все напряжение V падает на p–n-переходе, так как его сопротивление на много порядков выше сопротивления остальных областей полупроводника.
Таким образом, приложенное к p–n-переходу внешнее напряжение вызывает появление в первый момент времени импульса тока во внешней цепи, приводящего, в конечном счете, к увеличению или уменьшению объемного заряда p–n-перехода. Поэтому переход ведет себя как емкость. Ее называют барьерной, или зарядовой, емкостью, так как она связана с изменением потенциального барьера p–n-перехода. При подаче на переход обратного смещения барьерная емкость заряжается, при подаче прямого смещения – разряжается.
Величину барьерной емкости можно вычислять по формуле плоского конденсатора
С
=
S/d, (4.2)
где S- площадь p–n-перехода; e - диэлектрическая проницаемость полупроводника; d – толщина слоя объемного заряда, играющая роль расстояния между обкладками конденсатора. Отличие от конденсатора состоит в том, что d в выражении (4.3) не является величиной постоянной, а зависит от внешнего смещения V. Поэтому и барьерная емкость Стакже зависит от внешнего смещения V. Подставляя в (4.2) d из (4.1), получаем
С
=S
= S 
. (4.3)
С=S=0,15
=
=0,15
=0,153,44
=0,516 (Ф)
Cписок используемой литературы
1. Епифанов Г.И., Мома Ю.А. Физические основы конструирования и технологии РЭА и ЭВА. - М.: Советское радио, 1979.
2. Пасынков В.В., Сорокин В.С. Материалы электронной техники. – М.: Высшая школа, 1986.
3. Пасынков В.В., Чиркин Л.К. полупроводниковые приборы. – М.: Высшая школа, 1987.
4. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов. – М.:Наука,1971.
Похожие работы
... облети присоединяют положительный полюс источника, p-n переход пропускают только малый ток неосновных носителей. Лишь при очень большом напряжении сила тока резко возрастает, что обусловлено электрическим пробоем перехода(обратное направление, левая ветвь ВАХ). При включении в цепь переменного тока p-n переходы действуют как выпрямители. Устройство в цепь пременного тока p-n переход, называется ...
... несколько сложнее, но, в любом случае наличие сборок предопределяет скачки. Практически в процессе естественной эволюции извержения на каждом ее этапе преобладает изменение лишь одного или двух параметров, и поведение системы может быть описано простой сборкой. Физический механизм катастрофического скачка заключается в следующем. Рост расхода приводит к росту скорости потока на всем протяжении ...
... его сопротивления и, таким образом, ток, протекающий через канал, порождает условия, при которых происходит ограничение его возрастания. Механизм насыщения скорости дрейфа позволяет получить совпадение теории и эксперимента; дело в том, что почти все падение напряжения сосредоточено в самой узкой части канала (верхней его части - горловине). В результате в этой области напряженность поля ...
... токи: , Наличие этих градиентов в p-n-переходе обуславливает существенное отличие его электрофизических свойств от свойств, прилегающих к нему p- и n-областей. Энергетическая диаграмма электронно-дырочного перехода. Энергетические диаграммы уединенных p- и n-областей полупроводника показаны на рисунке. В p-области уровень Ферми WFpсмещен в сторону валентной зоны, а в n-области уровень Ферми ...
0 комментариев