skany007

Ł

2. POJEMNOŚĆ ZŁĄCZA P⁺-N - diody pojemnościowe

2.1. Ładunki i pojemności w złączu P-N

Przy zmianach napięcia w kierunku przewodzenia przyłożonego do diody du_u zmienia się koncentracja iniektowanych nośników ładunką ujemnego (-Q„j) w p-obszarze i ładunku dodatniego (+Q_pd) w n-obszarze, dyfundującychde elektrod zewnętrznych diody

(2.1)

dQ_d dQ,ni^f dQ_pd - d(l_m/T„ ' I_pdr_p)

gdzie I_nJ i Ipj - iniektowane prądy dyfuzyjne elektronów i dziur jako nośników mniejszościowych o czasach życia - odpowiednio r„ i r_p. Taką zmianę układ zewnętrzny diody przyjmuje jako pojemność elektryczną, nazywaną pojemnością dyfuzyjną C_d. Zatem korzystając z definicji: (j = dQ_c/du_Dz uwzględnieniem wykładniczej zależności napięciowej dla prądu dyfuzyjnego (1.3), otrzymamy

nll_T

(2.2)

W ten sposób dla złącza skokowego p⁺-n spolaryzowanego napięciem dodatnim otrzymamy

r

p(39u_D ) [pF], gdy I₀ w [mA], a n= 1

(2.2a)

Poza tym zjawiskiem,zmiany napięcia przyłożone do diody wywołują również zmiany szerokości warstwy zubożonej dd i ładunku przestrzennego dQj zjonizowanych domieszek w obszarze złącza P-N (rys.2.1). Tę zmianę ładunku układ zewnętrzny diody przyjmuje także jako zmianę pojemności, którą nazywamy pojemnością złączową (albo barierowej

Cj=dQJdun.

qNo

Jeżeli po stronie słabiej zdomieszkowanej złącza mamy rozkład domieszek

N(x)= N₀x^s dla x>0    (2.3)

•p

->| K-

to dla .v=0 złącze jest progowe, jednorodne

o

-q Ki

dO,WAJ 0} ĄJ    Q,v.

oraz

dO_NDJ złącza.

Rys.2.1. Zmiany szerokości ładunku przestrzennego Atb=ćx_p+Ax„ (<7= \x_p\+x_n) w funkcji napięcia na złączu

domieszkowane z koncentracją jV_w=const, dla .v=l profil domieszkowania jest liniowy, zaś dla .v<0 mówimy, że złącze ma profil hiperskokowy. Tego typu profile powstają w procesach epitaksji i implantacji jonowej formowania

Całkując równanie Poissona

d²V _ qN(x)

dx² £_x£_{

(2.4)