Kio estas Difuzkapacitanto?
Difuzita kapacitado difino
Difuzita kapacitado estas speco de diferenciala kapacitada efekto de p-n juncturo kiam ĝi estas pozitive polarigita. Ĝi estas kaŭzita de la difuzproceso de diversaj tipoj de materialoj en duonkonduktantaj aparatoj, kiel PN-juncturo aŭ MOSFET, tio estas, kelkaj portantoj en la dopita regiono difuzas al la nedopita regiono por formi spaconarĝan regionon, kaj finfine aperas kiel kapacitada efekto.
Baza principo
Kiam la PN-juncturo estas antaŭen polarigita, portantoj (elektronoj kaj truoj) disvastiĝos de la P- kaj N-regionoj al unu la alian respektive. En la proceso de difuzo, la P-regiono akumulas certan kvanton de neekvilibra Jane (elektron), la N-regiono akumulas certan kvanton de neekvilibra Jane (tru). Tiuj akumulitaj neekvilibraj minoraj partikloj formas certan ŝargan deponejon, simile al kondensatoro, kun la kapablo stoki ŝargon. La grandeco de la difuzita kapacitado rilatas al la antaŭen polariga voltado, temperaturo kaj propraĵoj de duonkonduktantaj materialoj. Pli granda la antaŭen polariga voltado, pli granda la difuzita kapacitado.
La formiĝo de la difuzita kapacitado
Kiam alternativa voltado estas aplikata al duonkonduktanta juncturo, la koncentro de la minoraj partikloj varias kun la voltado. Tiuj minoraj partikloj moviĝas hazardmaniere en la duonkonduktanto kaj akumuliĝas proksime al la duonkonduktanta juncturo. Tiu akumulado estas ekvivalenta al kapacitada efekto, nome la difuzita kapacitado.
La esprimo por la difuzita kapacitado povas kutime esti skribita kiel:
CD estas la difuzita kapacitado.
Qn estas la minora ŝargo.
V estas la aplikata voltado.
Difuzita kapacitado en diodo
En diodoj, difuzitaj kondensatoroj ĉefe aperas en la antaŭen polarigita stato. Kiam la diodo estas antaŭen polarigita, minoraj partikloj (kiel truoj en N-tipaj duonkonduktantoj) estas injektitaj en la P-regionon, rezultigante ŝanĝon en la minora koncentro. La ŝanĝo de la koncentro de Jane formis kapacitan efekton, nome la difuzitan kapaciton.
Difuzita kapacitado en tranzistoro
En tranzistoroj (kiel BJT, MOSFET-aroj, ktp.), la difuzita kapacitado ankaŭ ekzistas inter la bazo kaj la emito. Kiam la tranzistoro laboras en alta frekvenco aŭ alta rapidumo, la influo de la difuzita kapacitado pli apara, ĉar ĝi afektas la guvon de la tranzistoro kaj la frekvenca respondon.
Efiko de difuzita kapacitado
La influo de la difuzita kapacitado en duonkonduktantaj aparatoj ĉefe reflektiĝas en la jenaj aspektoj:
Alta frekvenco performado: En alta frekvenco aplikoj, difuzitaj kondensatoroj limigas la pasbanon de la aparato kaj afektas ĝian altfrekvancon.
Ŝaltado rapideco: en ŝalta aplikoj, la difuzita kapacitado povas afekti la rapidecon de ŝalta aparato, pligrandigi ŝaltan perdon.
Signala distordiĝo: En amplifikiloj, difuzitaj kondensatoroj povas enkonduki plian fazan postmordon, rezultigante signalan distordiĝon.
Kalkula formulo
La kalkulo de la difuzita kapacitado kutime bazas sur modeloj en duonkonduktanta fiziko. Por diodo, la difuzita kapacitado povas esti aproksimata kiel:
Q estas la elektra ŝargo.
NA estas dopita koncentro.
μn estas elektra mobileco.
ϵr estas la relativa dielektra konstanto.
ϵ0 estas la dielektra konstanto de vakuo.
VT estas termika voltado, n = kT/q, k estas la Boltzmann-konstanto, T estas la absoluta temperaturo.
Vbi estas la enkonstruita potencialo.
Apliki
Alta frekvenco cirkvitoj: En radiofrekvencaj (RF) kaj mikroonda cirkvitoj, la efiko de la difuzita kapacitado ne povas esti neglisata.
Rapidaj ciferecaj cirkvitoj: en rapidaj ciferecaj cirkvitoj, la difuzita kapacitado povas afekti la signalan suprenirtempo kaj malsuprenirtempo.
Energia administro: En energia administrado cirkvito, la difuzita kapacitado afektas la efikecon de la ŝaltadega energieprovizo.
