功率二極管之PN結的電容效應

 

　　PN結中的電荷量隨外加電壓而變化,呈現電容效應，稱爲結電容又稱爲微分電容.結電容影響PN結的工做頻率，特別是在高速開關狀態時，使其單向導電性 變壞，甚至不能工做，在 深刻研究PN結的電容特性後，發現PN結電容是由勢壘電容和擴散電容兩種性質不一樣的因素共同形成的.

　　 1 、勢壘電容CB

　　PN結交界處造成的勢壘區，即空間電荷區，是積累空間電荷的區域，極性不一樣的電荷分別處於界面兩側(P區和N區),就好象平行板電容器的極板同樣。這 兩個區域可以存放電荷(載流子)，即充電;也可以被取走電荷，即放電。因而，當PN結兩端電沍變化時，將引發PN結空間電荷的改變，表現爲電容性效 應， 同時引發勢壘層的變化，能夠用勢壘電容GB來描述這種效應。

　　當PN結處於正向偏置狀態,且正向電壓升高時，N E和P K中的多數載流子便進入阻擋層並與其中部分相反極性的空間電荷中和，就好像把這些載流子存 放在空間電荷區同樣。這種現象稱爲載流子的存儲效應存儲電荷童隨正偏座的增長而增長，至關 於栽流子向勢壘電容充電。當外加正向電壓洚低時，又會有一部分 載流子離開阻擋層，像被從PN結中取出同樣，即至關於勢壘電容的放電.應當注意，勢壘電容不是一個固定不變的值，其大小隨外加電壓而改變，當外加電壓保持 不變時，阻擋層中空間電荷 的數目也保持不變，勢壘電容也中止了充放電。可見，勢壘電容只在外加電壓變化時才起做用，外加電壓頻率越高，勢壘電容的 做用 越顯著。勢壘電容&的大小與PN結截面積成正比，與阻擋層厚度成反比。

　　 二、擴散電容CD

　　PN結的正向電流是由P區中的空穴和N芪中的電子相互擴散形成的。當PN結外加正向電壓時，大量電子由N區進入P區， 空穴由P區進入N區;但電子進 入P區後並非當即與空穴複合而消失，而是在靠近耗盡層的必定距離內(一般稱爲擴散長度)一面繼續擴散，一面與空穴複合後消失，反之類同，可見在擴散長度 內存儲了必定數量的電荷，正向電流越大，存鍺電荷越多.它們隨正向電壓的變化亦具備電容的性質，稱爲擴散電容CD。

　　綜上所述,PN結電容Cj的兩種成分在不一樣外加電壓條件下所佔的份額不一樣.在正向偏置狀態下,當正向電壓較低時，因擴散運動較弱，擴散電容比較小，勢 壘電容佔主要成分;正向電冱較高時，擴散運動加重，使擴散電容按指數規律上升，成爲PN結電容的主要成分。在反向偏置狀態下，因擴散運動被抑制，於是表現 出較小的擴散電容，所以結電容以勢壘電容爲主,如圖2-2所示。