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PN结电容的大小对二极管的工作有什么影响?

也就是说,PN结电容大会怎样?小又会怎样?

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2007-07-24

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  结电容大,相当于一个P-N结与一个电容并联,二极管将不适合在高频电路中使用,如一般面接触型的整流二极管不能用在高频电路中;而结电容小的点接触型二极管,可以用在中、高频电路中。

2007-07-23

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    PN结电容分为两部分,势垒电容和扩散电容。 PN结交界处存在势垒区。结两端电压变化引起积累在此区域的电荷数量的改变,从而显现电容效应。 当所加的正向电压升高时,多子(N区的电子、P区的空穴)进入耗尽区,相当于对电容充电。
  当正向电压减小时,又会有电子、空穴从耗尽区分别流入N区、P 区,相当于电容放电。  加反向电压升高时,一方面会使耗尽区变宽,会使P区的空穴进一步远离耗尽区,也相当于对电容的放电。
  加反向电压减少时,就是P区的空穴、N区的电子向耗尽区流,使耗尽区变窄,相当于充电。 PN结电容算法与平板电容相似,只是宽度会随电压变化。 下面再看扩散电容。   PN结势垒电容主要研究的是多子,是由多子数量的变化引起电容的变化。
  而扩散电容研究的是少子。 在PN结反向偏置时,少子数量很少,电容效应很少,也就可以不考虑了。在正向偏置时,P区中的电子,N区中的空穴,会伴着远离势垒区,数量逐渐减少。即离结近处,少子数量多,离结远处,少子的数量少,有一定的浓度梯度。
     正向电压增加时,N区将有更多的电子扩散到P区,也就是P区中的少子----电子浓度、浓度梯度增加。同理,正向电压增加时,N区中的少子---空穴的浓度、浓度梯度也要增加。
  相反,正向电压降低时,少子浓度就要减少。从而表现了电容的特性。 PN结反向偏置时电阻大,电容小,主要为势垒电容。  正向偏置时,电容大,取决于扩散电容,电阻小。
   频率越高,电容效应越显著。 在集成电路中,一般利用PN结的势垒电容,即让PN结反偏,只是改变电压的大小,而不改变极性。 变容二极管 变容二极管是根据普通二极管内部 “PN结” 的结电容能随外加反向电压的变化而变化这一 原理专门设计出来的一种特殊二极管。
     变容二极管在无绳电话机中主要用在手机或座机的高频调制电路上,实现低频信号调制到高 频信号上,并发射出去。在工作状态,变容二极管调制电压一般加到负极上,使变容二极管 的内部结电容容量随调制电压的变化而变化。
   变容二极管发生故障,主要表现为漏电或性能变差: (1)发生漏电现象时,高频调制电路将不工作或调制性能变差。   (2)变容性能变差时,高频调制电路的工作不稳定,使调制后的高频信号发送到对方被对 方接收后产生失真。
   出现上述情况之一时,就应该更换同型号的变容二极管。 在一定条件下,PN结显现出充放电的电容效应。不同的工作情况下的电容效应,分别用势垒电容和扩散电容予以描述。   势垒电容CB 势垒电容CB描述了PN结势垒区空间电荷随电压变化而产生的电容效应。
  PN结的空间电荷随外加电压的变化而变化,当外加电压升高时,N区的电子和P区空穴进入耗尽区,相当于电子和空穴分别向CB“充电”,如图(a)所示。当外加电压降低时,又有电子和空穴离开耗尽区,好像电子和空穴从CB放电,如图(b)所示。
    CB是非线性电容,电路上CB与结电阻并联。在PN结反偏时结电阻很大,CB的作用不能忽视,特别是在高频时,它对电路有较大的影响。 。

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