外加偏压时势垒的变化 LM8364BALMF32

   势垒区内只有正负离子,载流子极少,是一个高阻区,称为耗尽层,所以外加电场几乎全部降落在这个区域。加正向偏置时,在势垒区亦产生一个电场,但方向和内建电场相反,故总的电场强度减弱,势垒宽度缩小,电势能差下降。加反向偏置时,情况正好相反。如图7.1.3所示。

    图7,1.3 PN结势垒随外加偏压变化的示意图

   电容器就是存入电荷和取出电荷的容器。PN结势垒区内亦存在电荷,当外加偏压变化时,引起载流子在势垒区的“存入”和“取出”,相当于一个电容,叫PN结电容。PN结电容是外加电压的函数,即反偏的PN结随反向电压的变化,势垒区中的电荷量也要相应地变化,这个效应可用势垒电容Cj来等效,其大小为:

    Κ为常数,它与杂质浓度、PN结面积等因素有关。调整这些因素可以控制势垒电容q的大小。屁也是常数,它决定于PN结的工艺结构,汔在1/3~3范围内变化。%为内建电压,σ为外加电压,反向偏置时是负值,正向偏置时是正值。对于一个受电压控制的变容二极管的要求为:具有尽量大的等效电容值;具有尽可能大的电容变化比;电压与电容的关系尽可能为线性;变容二极管的等效Q值高,即等效损耗电阻小。

    图7.1.4示出了突变结和超突变结的变容特J跬曲线。由图可知,突变结的容量较小,但变化比较线性;超突变结的容量较大,但变化不够匀。变容二极管的等效电路如图7.1.5所示,其中q为势垒电容,即电压控制可变电容。矸是PN结的反向电阻,其大小通常约在几百千欧以上。r是半导体的材料电阻及引线电阻,Li是引线电感,Cc是封装杂散电容,这些因素将影响变容二极管的Q值。