Диффузиялық конденсатор деген не?
Диффузиондық конденсатордың анықтамасы
Диффузиондық конденсатор - бұл PN-сыстың оң жағдайда болған кезде пайда болатын дифференциалдық конденсатордың түрі. Бұл эффект сөндіруші заттардың қосылатын аймақтан сөндіруленген аймаққа диффузиялануына байланысты болады, мысалы, PN-сыстың же MOSFET-тердегі сызықтық заряд аймағы қалыптасып, соңында конденсатордың эффекті ретінде көрінетін.
Негізгі принцип
PN-сыстың оң жағдайда болған кезде, P және N аймақтарынан электрондар мен жұлдыздар (жобаз) бір-біріне диффузияланады. Диффузия процессінде, P аймақта белсенді жұлдыздар (электрондар), ал N аймақта белсенді жұлдыздар (жобаздар) негізгі түрде жиналады. Бұл жиналған белсенді төртінші зарядтар қабырғаға ұқсады, сондықтан олар конденсатор ретінде зарядты сақтай алады. Диффузиондық конденсатордың өлшемі PN-сыстың оң жағдайдағы напрямление, температура және сөндіруші материалдың қасиеттерімен байланысты. Оң жағдайдағы напрямление үлкен болғанда, диффузиондық конденсатор да үлкен болады.
Диффузиондық конденсатордың қалыптасуы
Сөндіруші сыстың бойына алмастырылған альтернативті напрямление кезінде, белсенді зарядтардың концентрациясы напрямленние арқылы өзгереді. Белсенді зарядтар сөндірушіде қауіпсіз қозғалыс етеді және сөндіруші сыстың жақын арасында жиналады. Бұл жиналу конденсатордың эффектіне, яғни диффузиондық конденсаторға ұқсады.
Диффузиондық конденсатордың формуласы төмендегідей жазылуды ұсынады:
CD - диффузиондық конденсатор.
Qn - белсенді заряд.
V - қолданылған напрямление.
Диоддағы диффузиондық конденсатор
Диодда диффузиондық конденсатор негізінен оң жағдайда пайда болады. Диод оң жағдайда болған кезде, белсенді зарядтар (мысалы, N-типіндегі жобаздар) P-регионға енеді, сондықтан белсенді зарядтардың концентрациясы өзгереді. Жобаздардың концентрациясының өзгеруі конденсатордың эффектіне ұқсады, яғни диффузиондық конденсатор.
Транзистордағы диффузиондық конденсатор
Транзисторларда (мысалы, BJT, MOSFET-тер ж.б.), база мен эмиттер арасында да диффузиондық конденсатор бар. Транзистор жоғары дауыс немесе жылдам режимде жұмыс істейтін кезде, диффузиондық конденсатордың тағы үлкен тағылымы көрінетін, себебі ол транзистордың артықшауын және дауысқа жауап беруіне тәсіл етеді.
Диффузиондық конденсатордың тағылымы
Диффузиондық конденсатордың сөндіруші приборлардағы тағылымы төмендегі аспекттерде көрінетін:
Жоғары дауыс режимі: Жоғары дауыс қолданысында, диффузиондық конденсаторлар прибордың дауыс диапазын шектейді және оның жоғары дауыс режиміне тәсіл етеді.
Ауыстыру жылдамдығы: Ауыстыру қолданысында, диффузиондық конденсатор ауыстыру приборларының жылдамдығына тәсіл етеді, ауыстыру жоюын арттырады.
Сигналдың искемдесуі: Күшейтушілерде, диффузиондық конденсаторлар сигналға қосымша фазалық кешіру орнатып, сигнальды искемдесуіне әкеледі.
Есептеу формуласы
Диффузиондық конденсаторды есептеу негізінен сөндіруші физикасының моделдеріне негізделген. Диод үшін, диффузиондық конденсатордың құрамы төмендегідей жазылады:
Q - электрон заряды.
NA - дозаға қосылатын концентрация.
μn - электрондың қозғалысқа қабілеті.
ϵr - салыстырмалы диэлектрикалық тұрақты.
ϵ0 - вакуумдың диэлектрикалық тұрақтысы.
VT - термодинамикалық напрямление, n = kT/q, k - болтцман тұрақтысы, T - абсолютті температура.
Vbi - құрылған потенциал.
Қолданылуы
Жоғары дауыс схемалары: Радиожол (RF) және микроволнові схемаларда, диффузиондық конденсаторлардың тағылымын ескеру керек.
Жоғары жылдамдықтың цифирлік схемалары: Жоғары жылдамдықтың цифирлік схемаларында, диффузиондық конденсаторлар сигналдың өсу және төмендету уақытына тәсіл етеді.
Энергия менеджменті: Энергия менеджментінің схемасында, диффузиондық конденсаторлар ауыстыру энергиясының үздіксіздігіне тәсіл етеді.
