Nederlands
Menu

Wat is Junctiecapaciteit (depletiecapaciteit)?

Capaciteit die ontstaat doordat de depletielaag van een pn-overgang werkt als een vlakkeplatencondensator. Bij een grotere sperspanning wordt de depletielaag breder en de capaciteit kleiner. Varicaps maken gebruik van deze eigenschap.

Japanse benaming: 接合容量(空乏層容量)

“Junctiecapaciteit (depletiecapaciteit)” komt voor in 9 oefenvragen uit 3 onderwerpen, bijv. PN-overgang en diode, Halfgeleiderfysica, Geavanceerde transistoren (FinFET, GAA).

Vakgebied: PN-overgang en diode

Nu oefenen: vragen over Junctiecapaciteit (depletiecapaciteit)

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?

  1. AC = εA / W
  2. BC = εW / A
  3. 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.

“Junctiecapaciteit (depletiecapaciteit)” in de toelichting

Vragen met “Junctiecapaciteit (depletiecapaciteit)” (9)

  1. 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?
  2. Welke waarde ligt het dichtst bij de relatieve permittiviteit van silicium?
  3. Wat gebeurt er met de breedte van de uitputtingslaag wanneer de sperspanning over een pn-junctie wordt vergroot?
  4. Welke eigenschap wordt benut door een varicapdiode (variabele-capaciteitsdiode)?
  5. Wat is het juiste gebruikelijke gebruik van een fotodiode voor lichtdetectie?
  6. Welke uitspraak over de kenmerken van een PIN-diode, met een laag gedoteerde i-laag tussen de p- en n-laag, is juist?
  7. Welke capaciteit ontstaat bij een in voorwaartse richting voorgespannen pn-junctie door de opslag van geïnjecteerde minderheidsladingdragers?
  8. Welke uitspraak over het verband tussen de breedte van de uitputtingslaag van een eenzijdige abrupte junctie en de sperspanning V is juist? (wanneer V ruim groter is dan de ingebouwde potentiaal)
  9. Welke uitspraak over de SOI-structuur (Silicon On Insulator) is juist?

Verwante termen

Uitputtingslaag (depletion layer) EOT (equivalente oxidedikte) PLL (phase-locked loop) Fotodiode Donkerstroom Geleidbaarheidsmodulatie Voorwaartse voorspanning (forward bias) Diffusiecapaciteit Latch-up FD-SOI (fully depleted SOI)

Naar de woordenlijst