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1、当 PN 结的外加电压为 时，,2.6.1 交流小信号下的扩散电流,则 PN 结的扩散电流也具有如下形式，,2.6 PN 结的交流小信号特性与扩散电容, 为角频率 ，,式中，V0 为直流电压，V0 kT/q,V1 为迭加在直流偏压上的交流小信号电压振幅，V1 kT/q,求扩散电容 CD 的思路 对于给定的 V1 ，求出与之相应的 I1 ，可得到 PN 结的交流小信号导纳 ，Y 的实部为 PN 结小信号电导 gD ， Y 的虚部中即包含了 PN 结的扩散电容 CD ，即：,上式中，由于 ，可利用近似公式,得：,以 N 区中的空穴扩散电流为例，取 N 区与势垒区的边界为坐标原点，由少子边界条件可得
2、边界处的少子浓度为,在 不太高的情况下，可以假设在 N 区内任意位置 x 处，pn ( x , t ) 也由直流分量和交流小信号分量组成，即：,将此 pn ( x , t ) 代入空穴扩散方程,并将方程分拆成 不含 和 含 的两个方程，即,解第一个方程可得到 p0 ( x ) ，代入空穴电流密度方程中，可得到空穴扩散电流密度中的直流分量，即前面已求得的 Jdp,同理，电子扩散电流密度中的直流分量为，,于是可得 PN 结正向扩散电流中的 直流分量 为,解第二个扩散方程可得到 p1 ( x ) ，代入到空穴电流密度方程中，可得到空穴扩散电流密度的交流分量，,同理，电子扩散电流密度的交流分量为,于是
3、可得 PN 结正向扩散电流中的 交流分量 为,式中，,PN 结的 小信号交流导纳 为,在 的情况下，由近似公式 ，得：,式中，,2.6.2 交流导纳与扩散电容,，就是 PN 结的 扩散电容。,由上式可见，CD 与正向直流偏流成正比，即：,，为 PN 结的 直流增量电导，,对于 P+N 单边突变结， 可见 CD也是取决于低掺杂一侧的杂质浓度。,N 区： （同时产生 ）,扩散电容的物理意义,P 区： （同时产生 ）,P区,N区,势垒电容与扩散电容的比较,势垒区中电离杂质电荷随外加电压的变化率； 正负电荷在空间上是分离的； 与直流偏压成幂函数关系； 正偏反偏下均存在，可作电容器使用； 要使 CT， 应使 A，xd （N , 反偏）。,中性区中非平衡载流子电荷随外加电压的变化率； 正负电荷在空间上是重叠的； 与直流电流成线性关系，与直流偏压成指数关系； 只存在于正偏下； 要使 CD，应使 IF（A， 正偏）， 。,图中 gl 为 漏电导，取决于 PN 结的加工质量与清洁程度，rs 为 寄生串联电阻 。这两个都是非本征元件。,2.6.3 二极管的交流小信号等效电路,
