擴散電容（Diffusion capacitance）是p-n結在正偏時所表現出的一種微分電容效應。
基本介紹
- 中文名：擴散電容
- 外文名：Diffusion capacitance
- 類別 ：電容效應
電容效應,概述,
電容效應
電容是一種能儲存電荷(充電)和釋放電荷(放電)的元件
PN結電容包括勢壘電容和擴散電容.
PN結交界處存在勢壘區.結兩端電壓變化引起積累在此區域的電荷數量的改變,從而顯現電容效應.
當所加的正向電壓升高時,PN結變窄,空間電荷區變窄,結中空間電荷量減少,相當於電容放電.同理,當正向電壓減小時,PN結變寬,空間電荷區變寬,結中空間電荷量增加,相當於電容充電.加反向電壓升高時,一方面會使耗盡區變寬,也相當於對電容的充電.加反向電壓減少時,就是P區的空穴、N區的電子向耗盡區流,使耗盡區變窄,相當於放電.。
PN結電容算法與平板電容相似,只是寬度會隨電壓變化。
在PN結反向偏置時，少子數量很少，電容效應很少，也就可以不考慮了。在正向偏置時，P區中的電子，N區中的空穴，會伴著遠離勢壘區，數量逐漸減少。即離結近處，少子數量多，離結遠處，少子的數量少，有一定的濃度梯度。
正向電壓增加時，N區將有更多的電子擴散到P區，也就是P區中的少子----電子濃度、濃度梯度增加。同理正向電壓增加時，N區中的少子---空穴的濃度、濃度梯度也要增加。相反，正向電壓降低時，少子濃度就要減少。從而表現了電容的特性。
概述
二極體的電容效應在交流信號作用下才會表現出來。
反向偏置時，由於少數載流子數目很少，可忽略擴散電容。而勢壘電容在正偏和反偏時均不能忽略。
補充說明：
擴散電容（Diffusion capacitance）是p-n結在正偏時所表現出的一種微分電容效應。
pn結擴散電容是來自於非平衡少數載流子（簡稱非平衡少子）在pn結兩邊的中性區內的電荷存儲所造成的電容效應（因為在中性擴散區記憶體儲有等量的非平衡電子和非平衡空穴的電荷，它們的數量受到結電壓控制）。這種由於注入載流子存儲電荷隨著電 壓變化所產生的擴散電容將隨正向電壓而按指數式增大；擴散電容也與直流偏壓有關（也是一種非線性電容），也將隨著直流偏壓的增大而指數式增大，故擴散電容在正向偏壓下比較大。另外，由於pn結擴散電容與少數載流子的積累有關，而少數載流子的產生與複合都需要一個時間（稱為壽命τ）過程，所以擴散電容在高頻下基本上不起作用。這就是說，擴散電容還與外加結電壓的信號頻率ω有關，並從而常常用乘積(ωτ)的大小來劃分器件工作頻率的高低 ：在低頻(ωτ<<1, ωτ<<1)、即[外加信號的變化周期]>>[存儲電荷再分布的時間]時，少數載流子存儲電荷的變化跟得上外加信號的變化, 則擴散電容較大；在高頻 (ωτ >>1, ωτ>>1)、即存儲電荷跟不上外加信號的變化時, 擴散電容很小（隨著(ωτ)1/2下降)，故擴散電容在低頻下很重要。
因為pn結的開關速度主要決定於在兩邊中性區記憶體儲的少數載流子，所以，從本質上來說，也就是擴散電容對開關速度的影響。
總之，pn結的擴散電容與其勢壘電容不同。前者是少數載流子引起的電容，對於pn結的開關速度有很大影響，在正偏下起很大作用、在反偏下可以忽略，在低頻時很重要、在高頻時可以忽略；後者是多數載流子引起的電容，在反偏和正偏時都起作用，並且在低頻和高頻下都很重要。
