Диффузионная емкость

Диффузионная емкость — это емкость , возникающая вследствие переноса носителей заряда между двумя выводами устройства, например, диффузия носителей заряда от анода к катоду в прямосмещенном диоде или от эмиттера к базе в прямосмещенном переходе транзистора . . ^{[примечание 1]}^{[ нужна ссылка ]} В полупроводниковом приборе, через который протекает ток (например, при продолжающемся переносе заряда путем диффузии ), в определенный момент обязательно присутствует некоторый заряд в процессе прохождения через прибор. Если приложенное напряжение изменится на другое значение, а ток изменится на другое значение, в новых обстоятельствах будет передаваться другое количество заряда. Изменение количества проходящего заряда, деленное на вызывающее его изменение напряжения, и есть диффузионная емкость. Прилагательное «диффузия» используется потому, что первоначально этот термин использовался для переходных диодов, где перенос заряда осуществлялся посредством диффузионного механизма. См. законы диффузии Фика .

Чтобы реализовать это понятие количественно, пусть в конкретный момент времени напряжение на устройстве будет $V$ . Теперь предположим, что напряжение меняется со временем достаточно медленно, чтобы в каждый момент ток был таким же, как постоянный ток, который протекал бы при этом напряжении, скажем, $I=I(V)$ ( квазистатическое приближение ). Предположим далее, что время пересечения устройства — это время прямого прохождения. ${\tau }_{F}$ . В этом случае количество заряда, проходящего через устройство в данный конкретный момент, обозначается $Q$ , определяется

Q=I(V){\tau }_{F}

.

Следовательно, соответствующая диффузионная емкость: $C_{diff}$ . является

C_{diff}={\begin{matrix}{\frac {dQ}{dV}}\end{matrix}}={\begin{matrix}{\frac {dI(V)}{dV}}\end{matrix}}{\tau }_{F}

.

В случае, если квазистатическое приближение не выполняется, то есть при очень быстрых изменениях напряжения, происходящих за время, меньшее времени прохождения ${\tau }_{F}$ , чтобы найти заряд при транспортировке, необходимо решить уравнения, управляющие нестационарным переносом в устройстве, например уравнение Больцмана . Эта проблема является предметом продолжающихся исследований по теме неквазистатических эффектов. Увидеть Лю , ^[1] и Гильденблат и др. ^[2]

Примечания

^ «Прямое смещение» в этом контексте означает, что диод / транзистор пропускает ток.

Ссылки примечания

^ Уильям Лю (2001). Модели MOSFET для моделирования специй . Нью-Йорк: Wiley-Interscience. стр. 42–44. ISBN 0-471-39697-4 .
^ Приветствую Вана, Тен-Лона Чена и Геннадия Гильденблата, Квазистатические и неквазистатические компактные модели МОП-транзисторов http://pspmodel.asu.edu/downloads/ted03.pdf. Архивировано 3 января 2007 г. на Wayback Machine.

Внешние ссылки

Емкость перехода. Архивировано 28 февраля 2009 г. на Wayback Machine.

[1] «Прямое смещение» в этом контексте означает, что диод / транзистор пропускает ток.

[Liu-2] Уильям Лю (2001). Модели MOSFET для моделирования специй . Нью-Йорк: Wiley-Interscience. стр. 42–44. ISBN 0-471-39697-4 .

[3] Приветствую Вана, Тен-Лона Чена и Геннадия Гильденблата, Квазистатические и неквазистатические компактные модели МОП-транзисторов http://pspmodel.asu.edu/downloads/ted03.pdf. Архивировано 3 января 2007 г. на Wayback Machine.

[примечание 1]

[1]

[2]