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勢(shì)壘電容（耗盡層寬窄變化所等效的電容）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-22

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勢(shì)壘電容

耗盡層寬窄變化所等效的電容

勢(shì)壘電容，是耗盡層寬窄變化所等效的電容，是二極管的兩極間的等效電容組成部分之一，具有非線性，其相應(yīng)于多數(shù)載流子電荷變化的一種電容效應(yīng)。

基本信息

外文名	barrier capacitance

基本介紹

勢(shì)壘電容

在積累空間電荷的勢(shì)壘區(qū)，當(dāng)PN結(jié)外加電壓變化時(shí)，引起積累在勢(shì)壘區(qū)的空間電荷的變化，即耗盡層的電荷量隨外加電壓而增多或減少，這種現(xiàn)象與電容器的充、放電過(guò)程相同。耗盡層寬窄變化所等效的電容稱為勢(shì)壘電容。

勢(shì)壘電容具有非線性，它與結(jié)面積、耗盡層寬度、半導(dǎo)體的介電常數(shù)及外加電壓有關(guān)。

勢(shì)壘電容是二極管的兩極間的等效電容組成部分之一，另一部分是擴(kuò)散電容。

二極管的電容效應(yīng)在交流信號(hào)作用下才會(huì)表現(xiàn)出來(lái)。

勢(shì)壘電容在正偏和反偏時(shí)均不能忽略。而反向偏置時(shí)，由于少數(shù)載流子數(shù)目很少，可忽略擴(kuò)散電容。

——————

補(bǔ)充說(shuō)明：

勢(shì)壘電容是p-n結(jié)所具有的一種電容，即是p-n結(jié)空間電荷區(qū)（勢(shì)壘區(qū)）的電容；由于勢(shì)壘區(qū)中存在較強(qiáng)的電場(chǎng)，其中的載流子基本上都被驅(qū)趕出去了——耗盡，則勢(shì)壘區(qū)可近似為耗盡層，故勢(shì)壘電容往往也稱為耗盡層電容。

耗盡層電容相當(dāng)于極板間距為p-n結(jié)耗盡層厚度（W）的平板電容，它與外加電壓V有關(guān) (正向電壓升高時(shí)，W減薄，電容增大；反向電壓升高時(shí)，W增厚，電容減小)。因?yàn)?/span>

，所以耗盡層電容為

。對(duì)于單邊突變p+-n結(jié)，有

；對(duì)于線性緩變p-n結(jié)，有

。勢(shì)壘電容是一種與電壓有關(guān)的非線性電容，其電容的大小與p-n結(jié)面積、半導(dǎo)體介電常數(shù)和外加電壓有關(guān)。當(dāng)在p-n結(jié)正偏時(shí)，因有大量的載流子通過(guò)勢(shì)壘區(qū)，耗盡層近似不再成立，則通常的計(jì)算公式也不再適用；這時(shí)一般可近似認(rèn)為：正偏時(shí)的勢(shì)壘電容等于0偏時(shí)的勢(shì)壘電容的4倍。不過(guò)，實(shí)際上p-n結(jié)在較大正偏時(shí)所表現(xiàn)出的電容，主要不是勢(shì)壘電容，而往往是所謂擴(kuò)散電容。

值得注意的是，勢(shì)壘電容是相應(yīng)于多數(shù)載流子電荷變化的一種電容效應(yīng)，因此勢(shì)壘電容不管是在低頻、還是高頻下都將起到很大的作用（與此相反，擴(kuò)散電容是相應(yīng)于少數(shù)載流子電荷變化的一種電容效應(yīng)，故在高頻下不起作用）。實(shí)際上，半導(dǎo)體器件的最高工作頻率往往就決定于勢(shì)壘電容。

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