扩散电容CD
当给二极管加正向偏压时,在 PN结两侧的少子扩散区内,都有一定的少数载流子的积累,而且它们的密度随电压而变化,形成一个附加的电容效应,称为扩散电容。
当PN结加上正向电压,内部电场区被削弱,因为浓度差异,P区空穴向N区扩散,N区的电子向P区扩散。
扩散的空穴和电子在内部电场区相遇,会有部分空穴和电子复合而消失,也有部分没有消失。没有复合的空穴和电子穿过内部电场区,空穴进入N区,电子进入P区。
进入N区的空穴,并不是立马和N区的多子-电子复合消失,而是在一定的距离内,一部分继续扩散,一部分与N区的电子复合消失。
显然,N区中靠近内部电场区处的空穴浓度是最高的,距离N区越远,浓度越低,因为空穴不断复合消失。同理,P区也是一样,浓度随着远离内部电场区而逐渐降低。总体浓度分布如下图所示。
当外部电压稳定不变的时候,最终P区中的电子,N区中的空穴浓度也是稳定的。
也就是说,P区中存储了数量一定的电子,N区中存储了数量一定的空穴。如果外部电压不变,存储的电子和空穴数量就不会发生变化,也就是说稳定存储了一定的电荷。
但是,如果电压发生变化,比如正向电压降低,电流减小,单位时间内涌入N区中的空穴也会减小,这样N区中空穴浓度必然会降低。同理,P区中电子浓度也降低。所以,稳定后,存储的电子和空穴的数量相比之前会更少,也就是说存储的电荷就变少了。
因此,这里的扩散电容是和加在二极管两端的正向偏置电压有关系的。
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