Ինչ է դիֆուզիայի էլեկտրական հոսանքը

Սահմանումը դիֆուզիայի էլեկտրական קיבանցության

Դիֆուզիայի էլեկտրական կապակցությունը դիֆերենցիալ էլեկտրական կապակցության տեսակ է PN կապույտի դեպքում, երբ այն դրական կողմով կողմնացված է: Այն պատճառվում է դիֆուզիայի գործընթացով տարբեր տեսակի նյութերի կողմից կիսահոսանքի սարքերում, ինչպիսիք են PN կապույտը կամ MOSFET-ը, այսինքն, մի քանի կարիերներ դոփորացված շրջանից դիֆուզներ անդոփորացված շրջան, ձևավորելով տարածական լարված շրջան, որը վերջապես հայտնվում է որպես էլեկտրական կապակցության էֆեկտ:

Հիմնական սկզբունքը

Երբ PN կապույտը դիմացնում է դրական կողմով, կարիերները (էլեկտրոնները և խորանարդները) համապատասխանաբար դիֆուզներ P և N շրջանների միջև: Դիֆուզիայի գործընթացում P շրջանը կունենա որոշ քանակությամբ ոչ հավասարակշռված Ջեն (էլեկտրոններ), N շրջանը կունենա որոշ քանակությամբ ոչ հավասարակշռված Ջեն (խորանարդներ): Այս առաջացած ոչ հավասարակշռված փոքրաքանակ կարիերները ձևավորում են որոշ լարված պահեստ, ինչպես էլեկտրական կապակցություն, որը ունի լարվածություն պահելու հնարավորություն: Դիֆուզիայի էլեկտրական կապակցության չափը կապված է դիմացնող դրական լարվածության, ջերմաստիճանի և կիսահոսանքի նյութերի հատկությունների հետ: Որքան ավելի մեծ է դրական դիմացնող լարվածությունը, այնքան մեծ է դիֆուզիայի էլեկտրական կապակցությունը:

Դիֆուզիայի էլեկտրական կապակցության ձևավորումը

Երբ կիսահոսանքի կապույտին կիրառվում է փոփոխական լարվածություն, փոքրաքանակ կարիերների կոնցենտրացիան փոփոխվում է լարվածության հետ: Այս փոքրաքանակ կարիերները կատարում են պատահական շարժում կիսահոսանքում և հավաքվում կիսահոսանքի կապույտի կողմով: Այս հավաքված կարիերները համարժեք են էլեկտրական կապակցության էֆեկտի, այսինքն, դիֆուզիայի էլեկտրական կապակցության:

Դիֆուզիայի էլեկտրական կապակցության արտահայտությունը սովորաբար կարող է գրվել այսպես:

• CD դիֆուզիայի էլեկտրական կապակցությունն է:

• Qn փոքրաքանակ լարվածությունն է:

• V կիրառված լարվածությունն է:

Դիֆուզիայի էլեկտրական կապակցությունը դիոդում

Դիոդներում դիֆուզիայի էլեկտրական կապակցությունները գլխավորապես հայտնվում են դրական դիմացնող վիճակում: Երբ դիոդը դրական կողմով դիմացնում է, փոքրաքանակ կարիերները (օրինակ, խորանարդները N-տիպի կիսահոսանքում) ներմուծվում են P-շրջան, արդյունքում փոքրաքանակ կոնցենտրացիան փոփոխվում է: Փոքրաքանակ կոնցենտրացիայի փոփոխությունը ձևավորում է էլեկտրական կապակցության էֆեկտ, այսինքն, դիֆուզիայի էլեկտրական կապակցությունը:

Դիֆուզիայի էլեկտրական կապակցությունը トランジスタにおける拡散容量

Եռապինակներում (օրինակ, BJT, MOSFET-եր և այլն) դիֆուզիայի էլեկտրական կապակցությունն առկա է հիմքի և էմիտերի միջև: Երբ եռապինակը աշխատում է բարձր հաճախականության կամ բարձր արագության պայմաններում, դիֆուզիայի էլեկտրակապակցության ազդեցությունը ավելի հայտնվում է, քանի որ այն ազդում է եռապինակի արդյունավորության և հաճախականության պատասխանի վրա:

Դիֆուզիայի էլեկտրակապակցության ազդեցությունը

Դիֆուզիայի էլեկտրակապակցության ազդեցությունը կիսահոսանքի սարքերում գլխավորապես արտահայտվում է հետևյալ տեսակներով:

• Բարձր հաճախականության կարգավորումը: Բարձր հաճախականության կիրառումներում դիֆուզիայի էլեկտրակապակցությունը սահմանափակում է սարքի լայն հաճախականությունը և ազդում է նրա բարձր հաճախականության կարգավորումին:

• Սահմանափակման արագությունը: Սահմանափակման կիրառումներում դիֆուզիայի էլեկտրակապակցությունը կարող է ազդել սահմանափակման սարքերի արագության վրա, ավելացնելով սահմանափակման կորուստը:

• אותותի կորուստ: -Amplifiers մեջ դիֆուզիայի էլեկտրակապակցությունը կարող է ավելացնել ավելորդ փուլային հետահատություն, որը կարող է առաջացնել սիգնալի կորուստ:

Հաշվարկի բանաձևը

Դիֆուզիայի էլեկտրակապակցության հաշվարկը սովորաբար հիմնվում է կիսահոսանքի ֆիզիկայի մոդելների վրա: Դիոդի համար դիֆուզիայի էլեկտրակապակցությունը կարող է մոտավորապես հաշվարկվել հետևյալ բանաձևով:

• Q էլեկտրոնային լարվածությունն է:

• NA դոփորացումն է:

• μn էլեկտրոնային շարժունակությունն է:

• ϵr հարաբերական էլեկտրական հաստատունն է:

• ϵ0 վակուումի էլեկտրական հաստատունն է:

• VT ջերմային լարվածությունն է, n = kT/q, k Բոլցմանի հաստատունն է, T բացարձակ ջերմունակությունն է:

• Vbi ներդրված պոտենցիալն է:

Կիրառություն

• Բարձր հաճախականության շղթաներ: Ռադիո հաճախականության (RF) և միկրոալի շղթաներում դիֆուզիայի էլեկտրակապակցության ազդեցությունը չի կարող անտեսվել:

• Բարձր արագության թվային շղթաներ: Բարձր արագության թվային շղթաներում դիֆուզիայի էլեկտրակապակցությունը կարող է ազդել սիգնալի առաջացման և նվազման ժամանակի վրա:

• Էներգիայի կառավարում: Էներգիայի կառավարման շղթանում դիֆուզիայի էլեկտրակապակցությունը ազդում է սահմանափակման էլեկտրական էլեկտրակապակցության արդյունավորության վրա: