勢(shì)壘電容是什么,勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容-KIA MOS管

勢(shì)壘電容是什么？

在半導(dǎo)體器件中，PN結(jié)有一個(gè)耗盡層，當(dāng)施加反向電壓時(shí)，耗盡層會(huì)變寬，阻止電流流動(dòng)。這時(shí)候可能形成一個(gè)電容，因?yàn)楹谋M層兩側(cè)存儲(chǔ)了電荷，但無法導(dǎo)電，類似于電容的結(jié)構(gòu)。

勢(shì)壘電容指在半導(dǎo)體器件中，由于空間電荷區(qū)（即耗盡層）的存在而形成的電容。當(dāng)外加電壓變化時(shí)，耗盡層的寬度和電荷量會(huì)變化，導(dǎo)致電容的變化。這種情況下，勢(shì)壘電容與耗盡層的寬度有關(guān)，而耗盡層寬度又取決于外加電壓。所以勢(shì)壘電容應(yīng)該是一個(gè)可變電容，其容值隨反向電壓的變化而變化。

勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容

勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容是PN結(jié)的兩種電容效應(yīng)，其區(qū)別在于物理機(jī)制和作用區(qū)域：

1. 勢(shì)壘電容（耗盡層電容）：

形成機(jī)制：外加電壓變化時(shí)，勢(shì)壘區(qū)空間電荷層寬度改變，導(dǎo)致載流子的"存入/取出"效應(yīng)

主導(dǎo)區(qū)域：空間電荷區(qū)（耗盡層）

電壓關(guān)系：反向偏置時(shí)起主要作用，與反向電壓的平方根成反比

2. 擴(kuò)散電容：

形成機(jī)制：外加電壓變化引起擴(kuò)散區(qū)非平衡載流子濃度梯度改變，導(dǎo)致載流子的"堆積/消散"效應(yīng)

主導(dǎo)區(qū)域：中性區(qū)（P區(qū)和N區(qū)的擴(kuò)散區(qū)）

電壓關(guān)系：正向偏置時(shí)顯著，與正向電流呈指數(shù)關(guān)系

兩者同時(shí)存在于PN結(jié)中，但在不同偏置條件下起主導(dǎo)作用：反向偏置時(shí)以勢(shì)壘電容為主，正向偏置時(shí)擴(kuò)散電容占優(yōu)。這種雙電容特性是半導(dǎo)體器件高頻特性分析的重要理論基礎(chǔ)。

勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容的區(qū)別

1、擴(kuò)散電容是正偏壓時(shí)少子的電容效應(yīng)引起的，勢(shì)壘電容是反偏壓時(shí)空間電荷的電容效應(yīng)引起的。

2、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。

3、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。

擴(kuò)散電容，是二極管結(jié)電容的組成部分之一，在交流信號(hào)作用下才會(huì)表現(xiàn)出來，它是p-n結(jié)在正偏時(shí)所表現(xiàn)出的一種微分電容效應(yīng)。擴(kuò)散電容就是由多子擴(kuò)散后，在pn結(jié)得另一側(cè)面積累而形成得。pn結(jié)正偏時(shí)，由n區(qū)擴(kuò)散到p區(qū)得電子，與外電源提供得空穴相復(fù)合，形成正向電流。

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