ĐIỆN DUNG CỦA NỐI P-N.

Điện dung chuyển tiếp (Điện dung nối)

Khi nối P-N được phân cực nghịch, vùng hiếm được nới rộng do cĩ sự gia tăng điện tích trong vùng này. Với một sự biến thiên ?V của hiệu điện thế phân cực nghịch, điện tích trong vùng hiếm tăng một lượng ?Q. Vùng hiếm cĩ tác dụng như một tụ điện gọi là điện dung chuyển tiếp CT.

CT=∣ΔQΔV = ε.WdA∣

Trong đĩ, ? là hằng số điện mơi của chất bán dẫn, A là điện tích của nối P-N và Wd là độ rộng của vùng hiếm.

Khi điện thế phân cực nghịch thay đổi, độ rộng của vùng hiếm thay đổi nên điện dung chuyển tiếp CT cũng thay đổi. Người ta chứng minh được CT cĩ trị số:

CT= K

V0 +VRn

Trong đĩ, K là hằng số tùy thuộc vào chất bán dẫn và kỹ thuật chế tạo. V0 là rào điện thế của nối P-N (Si là 0,7V và Ge là 0,3V). VR là điện thế phân cực nghịch.n= 13trong trường hợp nối P-N là dốc lài (linearly graded juntion) vàn= 12trong trường hợp nối P-N thuộc loại dốc đứng (brupt juntion).

Nếu gọi Cj(0) là trị số của CT đo được khi VR=0, ta cĩ:

CT= Cj(0)

1 +VRV0n V0n

Trong các nối P-N thơng thường, CT cĩ trị số từ 5pF đến 100pF

Điện dung khuếch tán. (Difusion capacitance)

Khi nối P-N được phân cực thuận, lỗ trống được khuếch tán từ vùng P sang vùng N và điện tử khuếch tán từ vùng N sang vùng P. Sự phân bố các hạt tải điện thiểu số ở hai bên vùng hiếm tạo nên một điện dung gọi là điện dung khuếch tán CD.. Người ta chứng minh được điện dung khuếch tán CDtỉ lệ với dịng điện qua nối P-N theo cơng thức:

CD= ηVTτI

Trong đĩ,τ = τP= LP

2

DP, là đời sống trung bình của lỗ trống; ? = 2 đối với nối P-N là Si, ?=1 đối với nối P-N là Ge.

Thơng thường, CD cĩ trị số từ 2000pF đến 15000pF.