模电课件 04第一章PN结电容.ppt

2023/5/25,模电课件,136 PN结电容效应及应用,点接触型PN结面积小，结电容很小，能在甚高频乃至微波波段完成混频或检波,面接触型PN结面积大，极间电容大，可流过的直流或低频电流大，适用频率低,PN结电容CJ包括势垒电容CT和扩散电容CD,电容是一种能储存电荷(充电)和释放电荷(放电)的元件,CJ=CT+CD,2023/5/25,模电课件,1势垒电容CT,当反偏电压UD增大UD时,UD+UD,相当于对PN结充电,同理，当UD减小UD时,UD-UD,相当于PN结放电,可见，势垒电容可等效为一个极板距离随外加电压变化的平行板电容，极板距离就相当于空间电荷区的宽度。,2023/5/25,模电课件,2 扩散电容CD,可见，势垒电容可等效为一个极板距离随外加电压变化的平行板电容，极板距离就相当于空间电荷区的宽度。,正偏PN结非平衡少子浓度分布,U+U,当正偏电压UD增大到UD+UD时,相当于电容的充电,当外加正偏电压变化时，PN结外扩散区内累积的非平衡载流子数变化引起的电容效应，称为扩散电容,扩散电容用符号CD表示,是非平衡载流子的平均寿命，ID是正向电流。上式说明CD与ID成正比。CD比CT大，一般CD在数十pF001F范围内。当反偏时，ID=-IS，故CD=0,2023/5/25,模电课件,3 变容二极管,PN结总电容CJ=CT+CD，称CJ为的结电容,正偏二极管的扩散电容CD比势垒电容CT大，CJ以CD为主,加反向偏压时，CD=0，CJ以CT为主,二极管高频小信号模型,一般当信号角频率较低时，rd l/（CJ），CD和CT的容抗很大，相当于开路，二极管的小信号模型中只有rd,当频率很高时,2023/5/25,模电课件,如果使二极管反偏，这时CD=0,反向电阻rd很大，反偏二极管在高频时可以当作电容器来使用，,U为PN结内建电压，CT(0)是反向偏压UD0V时的势垒电容。称为变容指数,变容二极管,变容管广泛应用于高频电路,2023/5/25,模电课件,特殊二极管,1光敏二极管,反向电流与光照度E成正比关系,2 发光二极管,3 激光二极管,