КАПАЦИТИВНОСТ PN СПОЈА

Ако се мало боље сагледа структура једног pn споја (диоде) види се да се он састоји од једне р области, која је због великог броја шупљина прилично проводна, једне n области, која је доста проводна због великог броја електрона и прелазне области, која се налази у средини и практично је без слободних носилаца наелектрисања, односно понаша се као диелектрик. Дакле, може се сматрати да структура диоде личи на структуру кондензатора, где се такође између две проводне електроде налази диелектрик.Постоје две врсте капацитивности pn споја – дифузна и баријерна. Дифузна капацитивност се јавља код директно поларисаног pn споја . Може се објаснити чињеницом да прикључивањем напона директне поларизације велики број шупљина дифузно крене из р у n област, док велики број електрона крене у обрнутом смеру. Може се сматрати да постоји промена у количини наелектрисања ∆Q услед промене напона ∆U. Количник ове две величине представља дифузну капацитивност pn споја:

Нормалне вредности ове капацитивности износе око 100рF.Код инверзно поларисаног споја постоји баријерна капацитивност и она је последица постојања структуре проводник – диелектрик – проводник, описане у уводном делу текста. За објашњење ове капацитивности може послужити плочасти кондензатор чија се капацитивност израчунава као:

где је: ε – пермитивност (диелектрична константа), S – површина електроде, а d растојање између електрода. Раније је напоменуто да се са повећањем инверзног напона pn споја прелазна област проширује, што је еквивалентно повећању растојања d, између плоча. Како се у том случају капацитивност смањује, може се закључити да се са повећањем инверзног напона pn споја смањује баријерна капацитивност .Диоде које се у електричним колима користе као кондензатори називају се варикап диоде. Највише се користе у осцилаторним колима радио и ТВ пријемника.

-UR[V] -30

C[pF]

2

10A

K

a)

б)

Слика 1 а) Зависност баријерне капацитивности од инверзног напона и б) ознака варикап диоде у електричним шемама

На слици 1. а) може се видети зависност баријерне капацитивности од прикљученог инверзног напона. Треба напоменути да вредности за ову каацитивност прилично варирају, чак и код различитих примерака истог типа диоде. На слици 2. б) приказана је ознака варикап диоде у електричним колима. Код појединих врста диода вредност капацитивности при малим инверзним напонима иде и до 500рF. Треба још напоменути да је капацитивност диоде код стандардних диода, које нису варикап, непожељна појава, обично се може игнорисати, осим на високим учестаностима, када се понекада њен утицај мора узети у разматрање.На слици 2 приказана је зависност баријерне капацитивности диода серије 1N4001 до1N4007, које се не користе као капацитивне тј. варикап диоде. Зависност је приказана у логаритамској размери, за температутуру од 25°С.

Детаљније информације о варикап диодама ВВ105А и ВВ105G могу се наћи на адреси http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/CEMI/mXxxwzu.pdf .

Слика 2 Капацитивност диода серије 1N4001 до 1N4007 – преузето из каталога