Реферат на тему:
Дифузійна ємність pn переходу.
При прямому увімкненні pn переходу носії дифундують через бар’єр та
накопичуються в сусідній області. Кількість інжектованого в сусідню
область заряду залежить від величини приклладеної до pn переходу
напруги, тобто зміна інжектованого заряду при зміні приклладеної напруги
може характеризуватись ємністю, яку прийнято називати дифузійною.
Cдиф = dQ/dU, (66)
де Q – інжектований заряд.
На рис. 29 показано розподіл дірок, інжектованих при двох різних
напругах, що підтверджує наявність дифузійної ємності, яка для
наведеного прикладу може бути розрахована як Cдиф = ?Qp/?U, де ?U = U2 –
U1.
Рис. 29. Розподіл заряду дірок, інжектованихо в n- область при двох
різних напругах на pn – переході
Розрахуємо заряд дірок, інжектованих в n-область, скориставшись формулою
для розподілу носіїв заряду в n-області (51), та враховуючи, що гранична
концентрація інжектованих носіїв ?pn(0) = pn0[exp(U/UT) – 1]:
(67)
Звідси, використовуючи формулу для Jsp (54), знаходимо:
(68)
Оскільки дифузійна ємність виникає при прямому зміщенні та при цьому,
зазвичай, добре виконується умова U>UT, то з хорошою степінню точності
можна вважати, щоо виконується умова:
(69)
Тоді, враховуючи, що для інжектованих в p область електронів можна
записати аналогічне співвідношення, отримаємо:
(70)
Якщо виконувалась умова ?p = ?n = ?, то:
Cдиф = J ?/UT. (71)
Таким чином, як видно з (70) та (71), дифузійна ємність залежить від
величини прямого струму через pn перехід та часу життя носіїв заряду,
який визначає глибину проникнення носіїв заряду в сусідню область.
Дійсно, чим є більшим час життя інжектованих носіїв заряду, тим на
більшу глибину вони проникають і тим більшою є величина інжектованого
заряду (див. рис. 29).
&
–
F
|
ae
gd!/a
??a?иття) та величини прямого струму.
Рис. 30. Залежність ємності увімкненого в прямому напрямку pn перехода
від частоти: 1 – загальна ємність, 2 – дифузійна емність, 3 – бар’єрна
ємність
Зменшення з частотою глибини проникнення носіїв заряду формально можна
описати, увівши частотно-залежну дифузійну довжину:
Lp(?)=Lp2/(1+i ??p) (73)
де Lp – розглянуте раніше низькочастоте значення дифузійної довжини.
Відповідно для модуля L(?) можна записати: (74)
Формули (73), (74) дозволяють отримати частотно-залежні розв’язки для
залежності струму, що протікає через pn перехід від частоти, виконавши у
розв”язку, отриманому на основі розв’язку рівнянь неперервності (53),
(54), заміну величин Lp, Ln на величини Lp(?), Ln(?)з (73).
3.1.5. Перехідні процеси.
При роботі діода в імпульсному режимі перехідні процеси в ньому
визначаються його ємнісними характеристиками. Для малого сигналу
значення ємностей можна вважати величинами постійними. При великих
сигналах мають місце нелінійні процеси, що може викликати специфічну
реакцію приладу.
Розглянемо вплив процесу накопичення та розсмоктування внжектованого
заряду (дифузійної ємності) на перехідні характеристики струму через
перехід. На рис. 31 показано електричну схему, яка може бути використана
для вивчення перехідних характеристик діода, які зумовлені властивостями
pn переходу. Для задання напруги довільної форми на діоді служить
імпульсний генератор. Реєстрація сигналів проводиться двохканальним
осцилографом. Напруга на діоді реєсрується диференційним входом U. Струм
реєструється за падінням напруги на малому опорі R, напруга з якого
подається на асиметричний вхід осцилографа I. Значення опору R набагато
менше за опір товщини бази діода та не проявляє суттєвого впливу на
перехідні процеси.
Рис. 31. Схема для дослідження перехідних характеристик діода з pn
переходом
Використана література:
Основы промышленной электроники/ Под ред. В.Г. Герасимова. -М.: Высшая
школа, 1978.
Изъюрова Г.И., Кауфман М.С. Приборы и устройства промышленной
электроники. -М.: Высшая школа, 1975.
Миклашевский С.П. Промышленная электроника. -М.: Высшая школа, 1973.
Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника. – М.: Высшая
школа, 1988.
Основы промышленной электроники/Под ред. В.Г. Герасимова. – М.: высшая
школа, 1982.
Гершунский В.С. Основы электроники. – К.: Вища школа, головн. из-во,
1982.
Жеребцов И.П. Основы электроники. – Л.:Энергоатомиздат, 1985.
Нагорский В.Д. Электроника и электрооборудование. – М.: Высшая школа,
1986.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
