Емкости в p-n-переходе.

Принято говорить об общей емкости диода Сд, измеренной между выводами диода при заданном напряжении смещения и частоте. Общая емкость диода равна сумме барьерной емкости С6, диффузионной емкости Сдиф и емкости корпуса прибора Ск.

Барьерная (зарядная) емкость – отношение приращения заряда на переходе к вызвавшему его приращению напряжения:

обусловлена нескомпенсированным объемным зарядом ионов примесей, сосредоточенными по обе стороны от границы р-n-перехода.

Модельным аналогом барьерной емкости может служить емкость плоского конденсатора, обкладками которого являются р- и n-области, а диэлектриком служит р-n-переход, практически не имеющий подвижных зарядов. Значение барьерной емкости колеблется от десятков до сотен пикофарад; изменение этой емкости при изменении напряжения может достигать десятикратной величины.

Выражение для зависимости барьерной емкости от напряжения на переходе имеет вид:

где S-площадь поперечного сечения перехода, С₀-величина барьерной емкости при нулевом напряжении на переходе U=0. U- обратное напряжения на переходе.

Диффузионная емкость – характеризует изменение неравновесного заряда в базе при изменении напряжения U:

Изменение величины объемного заряда неравновесных электронов и дырок, вызванное изменением прямого тока, можно рассматривать как следствие наличия так называемой диффузионной емкости, которая включена параллельно барьерной емкости. Величина диффузионной емкости пропорциональна прямому току перехода:

_эф- эффективное время жизни неосновных носителей.

Значения диффузионной емкости могут иметь порядок от сотен до тысяч пикофарад. Поэтому при прямом напряжении емкость р-n-перехода определяется преимущественно диффузионной емкостью, а при обратном напряжении - барьерной емкостью.