Диффузионная емкость является емкостью , что происходит из - за перенос носителей заряда между двумя выводами устройства, например, диффузия носителями анода к катоду в прямом направлении диода или от эмиттера к baseforward смещении развязки в виде транзистора . [примечание 1] [ необходима цитата ] В полупроводниковом устройстве с током, протекающим через него (например, постоянный перенос заряда путем диффузии) в определенный момент обязательно есть заряд в процессе прохождения через устройство. Если приложенное напряжение изменится на другое значение, а ток изменится на другое значение, в новых обстоятельствах будет передаваться другое количество заряда. Изменение количества переходящего заряда, деленное на изменение вызывающего его напряжения, и есть диффузионная емкость. Прилагательное «диффузия» используется потому, что первоначально этот термин использовался для переходных диодов, в которых перенос заряда осуществлялся посредством механизма диффузии. См . Законы диффузии Фика .
Чтобы реализовать это понятие количественно, пусть в определенный момент времени напряжение на устройстве будет равным. . Теперь предположим, что напряжение изменяется со временем достаточно медленно, чтобы в каждый момент ток был таким же, как и постоянный ток, который протекал бы при этом напряжении, скажем( квазистатическое приближение ). Предположим далее, что время прохождения устройства - это время прямого прохождения. . В этом случае количество заряда, проходящего через устройство в данный конкретный момент, обозначается, дан кем-то
- .
Следовательно, соответствующая диффузионная емкость:. является
- .
В случае, если квазистатическое приближение не выполняется, то есть для очень быстрых изменений напряжения, происходящих за время, меньшее, чем время прохождения , уравнения, управляющие нестационарным переносом в устройстве, должны быть решены, чтобы найти заряд в пути, например, уравнение Больцмана . Эта проблема является предметом продолжающихся исследований в рамках темы неквазистатических эффектов. См. Liu, [1] и Gildenblat et al. [2]
Заметки
- ^ « Прямое смещение » в данном контексте означает, что диод / транзистор пропускает ток.
Ссылки примечания
- ^ Уильям Лю (2001). Модели MOSFET для моделирования пряностей . Нью-Йорк: Wiley-Interscience. С. 42–44. ISBN 0-471-39697-4.
- ^ Приветствуя Ван, Тен-Лон Чен и Геннадий Гилденблат, Квазистатические и неквазистатические модели компактных полевых МОП-транзисторов http://pspmodel.asu.edu/downloads/ted03.pdf Архивировано 03 января 2007 г. на Wayback Machine