我們平時在選型 TVS 二極管的時候會遇到一個寄生電容的參數,這個參數在一些通信類的接口中使用時,往往限制我們對于 TVS 二極管的選型。
并且這個寄生電容的大小也隨著 TVS 二極管的功率的大小呈正相關性。
首先,二極管的電容效應包括勢壘電容CB和擴散電容CD兩個部分。
勢壘電容CB(Cr)
在 PN 結的內部結構中,PN結空間內缺少導電的載流子,其電導率很低,因此相當于介質。
而PN結兩側的P區和N區,P區空穴多,N區電子多,因為擴散,會在中間形成內建電場區。N區那邊失去電子帶正電荷,P區那邊得到電子帶負電荷。
由于N 區和 P區積累了電子和空穴,其導電率很高,相當于金屬導體。從這一結構來看,PN結等效于一個兩個極板的電容器。
當PN結兩端加正向電壓時,PN 結導通,促進了電流的形成,PN結區域變窄,結中空間電荷量減少,相當于電容“放電”。
當PN結兩端加反向電壓時, PN 結截止,PN結變寬,結中空間電荷量增多,相當于電容“充電”。
這種現象可以用一個電容來模擬,我們稱之為勢壘電容。
這個勢壘電容的大小可以理論的計算一下:
當外加電壓有△U 的變化時,電荷有△Q 的變化,假設兩邊的距離為 Xd 時。勢壘電容為:
利用勢壘電容和電壓的關系設計變容二極管
勢壘電容與普通電容不同之處,在于它的電容量并非常數,而是與外加電壓有關。當外加反向電壓增大時,勢壘電容減小;反向電壓減小時,勢壘電容增大,如下圖的特性曲線。
目前廣泛應用的變容二極管,就是利用PN結電容隨外加電壓變化的特性制成的。
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