ОСОБЕННОСТИ РЕАЛЬНЫХ p-n- ПЕРЕХОДОВ

Емкостные свойства p-n- перехода.Емкостные свойства обусловлены наличием по обе стороны от границы электрических зарядов, которые созданы ионами примесей, а также подвижными носителями заряда, находящимися вблизи границы p-n-перехода.

Емкость p-n-перехода подразделяют на две составляющие: барьерную, отражающую перераспределение зарядов в p-n-переходе, и диффузионную, отражающую перераспределение зарядов вблизи p-n-перехода. При прямом смещении перехода в основном проявляется диффузионная емкость, при обратном(режим экстракции) заряды вблизи p-n-перехода (в базе) меняются мало и основную роль играет барьерная емкость.

Барьерная емкость обусловлена наличием в p-n-переходе ионов донорной и акцепторной примесей, которые образуют как бы две заряженный обкладки конденсатора. При изменении запирающего напряжения, например увеличении, ширина p-n-перехода увеличивается и часть подвижных носителей заряда отсасывается электрическим полем от слоев, прилегающих к переходу. Перемещение этих носителей заряда вызывает в цепи ток:

,

где - изменение заряда обедненного слоя p-n-перехода.

Этот ток становится равным нулю по окончании переходного процесса изменения границ p-n-перехода.

Величину для резкого перехода можно определить из приближенного выражения:

,

Где S, – площадь и толщина p-n-перехода при U=0; - контактная разность потенциалов.

Зависимость называют вольт - фараднойхарактеристикой

При подключении к p-n-переходу прямого напряжения барьерная емкость увеличивается вследствие уменьшения l. Однако в этом случае приращение зарядов за счет инжекции играет большую роль и емкость p-n-перехода определяется в основном диффузионной составляющей емкости.

Диффузионная емкость отражает физический процесс изменения концентрации подвижных носителей заряда, накопленных в областях, вследствие изменения концентрации инжектированных носителей.

Влияние диффузионной емкости можно пояснить следующим примером.

 

Рис.3. Воль-фарадные характеристики p-n-перехода (а) и изменение тока приизменении полярности напряжения (б): 1-плавный переход; 2-резкий переход.