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1、势垒电容与扩散电扩散电容是p-n结在正偏时所表现出的一种微分电容效应。 二极管的电容效应在交流信号作用下才会表现出来 一般说来，在反向偏压或小的正向偏压下，p-n结以势垒电容为主，只有在大的正向偏压时才以扩散电容为主。 当PN结外加电压变化时，空间电荷区的宽度将随之变化，即耗尽层的电荷量随外加电压而增多或减少，这种现象与电容器的充、放电过程相同。耗尽层宽窄变化所等效的电容称为势垒电容Cb 当外加电压使PN结上压降发生变化时,空间电荷区的宽度相应改变。 势垒电容CB和扩散电容CD均是非线性电容,值一般都很小,它们之和称为PN结的结电容,记为CJ 二极管正向导电时，电子扩散到对方区域后，在PN结边
2、界上积累，并有一定的浓度分布。积累的电荷量随外加电压的变化而变化，当PN结正向电压加大时，正向电流随着加大，这就要有更多的载流子积累起来以满足电流加大的要求；而当正向电压减小时，正向电流减小，积累在P区的电子或N区的空穴就要相对减小，这样，就相应地要有载流子的“充入”和“放出”。因此，积累在P区的电子或N区的空穴随外加电压的变化就可PN结的扩散电容CD描述。扩散电容反映了在外加电压作用下载流子在扩散过程中积累的情况。 扩散区内电荷的积累和释放过程与电容器充、放电过程相同，这种电容效应称为扩散电容Cd。 势垒电容与扩散电容之和为PN结的结电容Cj，低频时其作用忽略不计，只在信号频率较高时才考虑结
3、电容的作用 势垒电容 在积累空间电荷的势垒区，当PN结外加电压变化时，引起积累在势垒区的空间电荷的变化，即耗尽层的电荷量随外加电压而增多或减少，这种现象与电容器的充、放电过程相同。耗尽层宽窄变化所等效的电容称为势垒电容。 势垒电容具有非线性，它与结面积、耗尽层宽度、半导体的介电常数及外加电压有关。 势垒电容是二极管的两极间的等效电容组成部分之一，另一部分是扩散电容。 二极管的电容效应在交流信号作用下才会表现出来。 势垒电容在正偏和反偏时均不能忽略。而反向偏置时，由于少数载流子数目很少，可忽略扩散电容。 补充说明： 势垒电容是p-n结所具有的一种电容，即是p-n结空间电荷区的电容；由于势垒区中存
4、在较强的电场，其中的载流子基本上都被驱赶出去了耗尽，则势垒区可近似为耗尽层，故势垒电容往往也称为耗尽层电容。 耗尽层电容相当于极板间距为p-n结耗尽层厚度的平板电容，它与外加电压V有关 (正向电压升高时，W减薄，电容增大；反向电压升高时，W增厚，电容减小)。因为dV W dE = W(dQ/)，所以耗尽层电容为Cj = dQ/dV = /W。对于单边突变p+-n结，有Cj = ( qND / 2Vbi )1/2；对于线性缓变p-n结，有Cj = (q a2 / 12Vbi)1/3。势垒电容是一种与电压有关的非线性电容，其电容的大小与p-n结面积、半导体介电常数和外加电压有关。当在p-n结正偏时，因有大量的载流子通过势垒区，耗尽层近似不再成立，则通常的计算公式也不再适用；这时一般可近似认为：正偏时的势垒电容等于0偏时的势垒电容的4倍。不过，实际上p-n结在较大正偏时所表现出的电容，主要不是势垒电容，而往往是所谓扩散电容。 值得注意的是，势垒电容是相应于多数载流子电荷变化的一种电容效应，因此势垒电容不管是在低频、还是高频下都将起到很大的作用。实际上，半导体器件的最高工作频率往往就决定于势垒电容。
