Điện dung của nối P-N

Điện dung chuyển tiếp (Điện dung nối)

Khi nối P-N được phân cực nghịch, vùng hiếm được nới rộng do có sự gia tăng điện tích trong vùng này. Với một sự biến thiên ΔV của hiệu điện thế phân cực nghịch, điện tích trong vùng hiếm tăng một lượng ΔQ. Vùng hiếm có tác dụng như một tụ điện gọi là điện dung chuyển tiếp C_T.

Trong đó, ε là hằng số điện môi của chất bán dẫn, A là điện tích của nối P-N và W_d là độ rộng của vùng hiếm.

Khi điện thế phân cực nghịch thay đổi, độ rộng của vùng hiếm thay đổi nên điện dung chuyển tiếp C_T cũng thay đổi. Người ta chứng minh được C_T có trị số:

Trong đó, K là hằng số tùy thuộc vào chất bán dẫn và kỹ thuật chế tạo. V₀ là rào điện thế của nối P-N (Si là 0,7V và Ge là 0,3V). V_R là điện thế phân cực nghịch. n=13 size 12{n= { {1} over {3} } } {}trong trường hợp nối P-N là dốc lài (linearly graded juntion) và n=12 size 12{n= { {1} over {2} } } {}trong trường hợp nối P-N thuộc loại dốc đứng (brupt juntion).

Nếu gọi C_j(0) là trị số của C_T đo được khi V_R=0, ta có:

Trong các nối P-N thông thường, C_T có trị số từ 5pF đến 100pF

Điện dung khuếch tán. (Difusion capacitance)

Khi nối P-N được phân cực thuận, lỗ trống được khuếch tán từ vùng P sang vùng N và điện tử khuếch tán từ vùng N sang vùng P. Sự phân bố các hạt tải điện thiểu số ở hai bên vùng hiếm tạo nên một điện dung gọi là điện dung khuếch tán C_D.. Người ta chứng minh được điện dung khuếch tán C_Dtỉ lệ với dòng điện qua nối P-N theo công thức: