
(資料圖片僅供參考)
二極管結電容分為兩種:勢壘電容和擴散電容。二極管的結電容等于兩者之和,在PN結反偏的情況下,勢壘電容主導作用。在PN結正偏的情況下,擴散電容主導作用。節電容并不是兩個管腳引起雜散電容,是由于PN節的特性產生的。
1、勢壘電容
其實這個勢壘電容很好理解,我們都知道在PN結半導體中由于擴散的緣故,PN結附近會形成一個空間電荷區,又叫做耗盡區。
當我們給PN結施加反向電壓,反向電壓形成的外部電場和和內部電場方向相同,N區域自由電子被電源拉向電源正極,P區的空穴被電源負極輸出的電子填充,內部電場得到加強,漂移運動加強,空間電荷區變寬,如果施加的反向電壓是個變化的電壓,那么這個空間電荷區會隨著電壓增加而變寬,隨著電壓減小而變窄,拿電容來類比,PN結變寬電容兩個極板距離拉大電容減小,PN結變窄電容兩個極板距離拉近電容增大。這個等效的“電容”就叫做勢壘電容。變容二極管就是利用了這個特性,當然變容二極管的PN結接觸面積更大,再加上特殊工藝制作,使得變容二極管的勢壘電容比普通二極管大的多。如下示意圖,白色空穴,藍色電子。
2、擴散電容
給二極管施加正向電壓,正向電壓形成的外部電場和內電場方向相反,內部電場受到外部電場“擠壓”,削弱了內部電場,促進了自由電子向P區擴散,也就是說自由電子更容易從N區進入P區,進入P區的電子在PN結附近濃度高,遠離PN結的濃度低,同樣道理進入N區的空穴聚集在PN結附近,如下圖所示,濃度都是靠近PN結濃度大,在正向偏置電壓不變的情況下,達到一種平衡態,存儲了一定量的電荷,如果外部正向偏置是個變化量,那么存儲的電荷也是變化量類似于電容的重放電。這種擴散現象等效的電容叫做擴散電容。如下示意圖,白色空穴,藍色電子。
3、二極管手冊中的結電容
一般我們在二極管手冊中看到的結電容是指的勢壘電容,有的廠家標注Vr=0時的結電容,即,在沒有外加電壓時的結電容,有的廠家標注反向電壓Vr為固定值時的結電容,都差不多。如下圖所示:
DIODES 1N4007手冊:
Philips 1N4148:
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