1、,势垒电容 CT,2.5 PN 结的势垒电容,PN 结电容,扩散电容 CD,本节主要内容：势垒电容形成的机理；导出突变结、线性缓变结和实际扩散结的势垒电容的计算方法。,2.5.1 势垒电容的定义当外加电压有 ( - V ) 的变化时，势垒区宽度发生变化 ，使势垒区中的空间电荷也发生相应的 Q 的变化。,P 区,N 区,PN 结势垒微分电容 CT 的定义为,简称为 势垒电容。,（2-126）,由于 xp 与 xn 远小于势垒区总宽度 xd ，所以可将这些变化的电荷看作是集中在势垒区边缘无限薄层中的面电荷。这时PN 结势垒电容就像一个普通的平行板电容器 ，所以势垒电容 CT 可以简单地表为,有时也
2、将单位面积的势垒电容称为势垒电容。,（2-127）,P 区,N 区,2.5.2 突变结的势垒电容,可得,式中，,（2-130）,根据势垒电容的定义，,突变结的势垒区总宽度 xd 可以表为,将上式代入平行板电容器公式可以得到与式（2-130）相同的结果，即,对于 P+N 单边突变结，,对于 PN+ 单边突变结，,可见，CT 也是取决于低掺杂一侧的杂质浓度。,当外加较大反向电压时，可将 Vbi 略去，这时,2.5.3 线性缓变结的势垒电容,当外加较大反向电压时，,实际扩散结势垒电容 CT 的计算,方法二：将实际扩散结近似看作单边突变结或线性缓变结，然后用相应的公式进行计算。,方法一：查曲线（附录中
3、的附图 1）。,2.5.4 实际扩散结的势垒电容,反之，则可近似看作线性缓变结，在计算 CT 时需要已知结深 xj 处的杂质浓度梯度 a( xj )。这时应先通过求解方程,或查图 2-46 求得 xj ，,也可直接查图 2-48 得到 a( xj ) 。,当结两侧掺杂浓度相差很大 ，N0 很小 ，a 很大，xj 很小 ，xd 很大（反向电压很大）时，可近似看作单边突变结，在计算 CT 时需要已知低掺杂一侧的杂质浓度，即衬底浓度 N0 。,再由下式求出 a(xj) ，,图 2-48,例 2.1,按突变结计算：,按线性缓变结计算：,例 2.2 由附图 1 (a) ： 按突变结计算： 按线性缓变结计算：,例 2.1,由附图 1 (c) ：,
