PN-overgang en diode
Welke formule drukt de uitputtingslaagcapaciteit (junctiecapaciteit) C van een pn-junctie in sperrichting uit in het junctieoppervlak A, de breedte van de uitputtingslaag W en de permittiviteit ε van de halfgeleider?
- AC = εA / W
- BC = εW / A
- CC = ε / (A × W)
Antwoord en toelichting tonen
Antwoord: A. C = εA / W
Omdat de uitputtingslaag zich gedraagt als een isolerende laag met aan beide zijden opgehoopte lading, kan ze net als een vlakke-plaatcondensator worden uitgedrukt als C = εA/W. Bij sperrichting wordt W groter en neemt de capaciteit af. Bij silicium met een oppervlak van 100 µm in het vierkant en W = 1 µm is bijvoorbeeld C ≈ 11,7 × 8,85×10⁻¹² × 10⁻⁸ ÷ 10⁻⁶ ≈ 1 pF. In snelle schakelingen veroorzaakt deze capaciteit vertraging, en daarom wordt ze verminderd door het junctieoppervlak te verkleinen of de concentratie te verlagen.