勢壘電容

勢壘電容

在積累空間電荷的勢壘區，當PN結外加電壓變化時，引起積累在勢壘區的空間電荷的變化，即耗盡層的電荷量隨外加電壓而增多或減少，這種現象與電容器的充、放電過程相同。耗盡層寬窄變化所等效的電容稱為勢壘電容。

勢壘電容具有非線性，它與結面積、耗盡層寬度、半導體的介電常數及外加電壓有關。

勢壘電容是二極體的兩極間的等效電容組成部分之一，另一部分是擴散電容。

二極體的電容效應在交流信號作用下才會表現出來。

勢壘電容在正偏和反偏時均不能忽略。而反向偏置時，由於少數載流子數目很少，可忽略擴散電容。

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補充說明：

勢壘電容是p-n結所具有的一種電容，即是p-n結空間電荷區（勢壘區）的電容；由於勢壘區中存在較強的電場，其中的載流子基本上都被驅趕出去了——耗盡，則勢壘區可近似為耗盡層，故勢壘電容往往也稱為耗盡層電容。

耗盡層電容相當於極板間距為p-n結耗盡層厚度（W）的平板電容，它與外加電壓V有關 (正向電壓升高時，W減薄，電容增大；反向電壓升高時，W增厚，電容減小)。因為，所以耗盡層電容為。對於單邊突變p+-n結，有；對於線性緩變p-n結，有。勢壘電容是一種與電壓有關的非線性電容，其電容的大小與p-n結面積、半導體介電常數和外加電壓有關。當在p-n結正偏時，因有大量的載流子通過勢壘區，耗盡層近似不再成立，則通常的計算公式也不再適用；這時一般可近似認為：正偏時的勢壘電容等於0偏時的勢壘電容的4倍。不過，實際上p-n結在較大正偏時所表現出的電容，主要不是勢壘電容，而往往是所謂擴散電容。

值得注意的是，勢壘電容是相應於多數載流子電荷變化的一種電容效應，因此勢壘電容不管是在低頻、還是高頻下都將起到很大的作用（與此相反，擴散電容是相應於少數載流子電荷變化的一種電容效應，故在高頻下不起作用）。實際上，半導體器件的最高工作頻率往往就決定於勢壘電容。