再谈PN结电容

PN结电容

    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。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。

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本文刊于：2010-10-1 21:14:32

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