¿Cuáles son la transición y la capacitancia de difusión? Cual es su importancia?

La capacitancia de transición es lo que normalmente denominamos capacitancia de unión o capacitancia de agotamiento. Esta capacitancia está ahí siempre que haya una unión. Esta unión podría ser una unión de semiconductores PN como en un diodo PN o una unión de semiconductores metálicos como en un diodo Schottky. Esta capacitancia se debe a la diferencia en la función de trabajo (potencial de construcción) de las dos regiones, lo que provoca la eliminación de portadores cerca de la unión y forma una región de agotamiento. Para obtener más información, busque la capacitancia de unión.

La capacitancia de difusión es causada por la difusión de portadores minoritarios. Cuando el diodo PN o el transistor bipolar está polarizado hacia adelante, el mecanismo de conducción se debe principalmente a la difusión de portadores minoritarios. Dado que los portadores minoritarios se inyectan en regiones neutras para la conducción, estos portadores deben retirarse por completo para apagar el diodo o el transistor. Inyectar y quitar estos soportes es equivalente a cargar y descargar un condensador.

Ambas capacidades limitarán el rendimiento o la velocidad de conmutación del diodo PN y el transistor bipolar. En el caso de la capacitancia de unión, normalmente se puede aumentar la corriente en función de I = C * dv / dt o dt = C * dv / I para mejorar la velocidad de conmutación (capacitancia de carga y descarga más rápido con una corriente más alta). En el caso de la capacitancia de difusión, no es tan simple. El problema con la capacitancia de difusión es que la cantidad de portadores (y capacitancia) es proporcional a la corriente. Por lo tanto, cuanto mayor es la corriente, mayor es la capacitancia. Esta capacidad de difusión en última instancia limita lo que puede hacer una tecnología.

El diodo Schottky no es un dispositivo portador minoritario, por lo tanto, no hay (o muy poca) capacitancia de difusión. Es por eso que el diodo Schottky es un dispositivo de mayor rendimiento en comparación con el diodo PN.

La capacitancia de difusión es la capacitancia debida al transporte de portadores de carga entre dos terminales de un dispositivo, por ejemplo, la difusión de portadores desde el ánodo al cátodo en el modo de polarización directa de un diodo o del emisor a la unión polarizada hacia adelante de la base para un transistor.

Capacitancia de transición

La capacitancia de transición representa el cambio en la carga almacenada en la región de agotamiento con respecto a un cambio en el voltaje de unión. El aumento en el nivel de polarización inversa causó que el ancho de la región de agotamiento, W, aumentara. Un aumento en el ancho de la región de agotamiento, W se acompaña de iones descubiertos adicionales en la carga espacial o región de transición.

Debemos tener en cuenta que w es un área de función del voltaje polarizado invertido, de modo que la capacitancia de transición depende del voltaje. Para una unión gradual, el ancho de la región de agotamiento, W es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la tensión de polarización inversa. En condiciones de polarización directa, el valor de la capacitancia de transición es pequeño en comparación con la capacitancia de difusión que generalmente se descuida. De manera similar, en un diodo con polarización inversa, existe una pequeña cantidad de difusión portadora, pero esta capacitancia es insignificante en comparación con la capacitancia de transición.

Ahora, cuando un diodo tiene polarización inversa, en realidad estamos aplicando un campo eléctrico que está en la misma dirección que la barrera potencial. Eso hace que el ancho de la barrera aumente, causando una puerta extremadamente resistiva.
La separación de carga que realmente ha ocurrido en la unión se puede tratar como una especie de condensador. Esa es básicamente la capacitancia de transición.
Tenga en cuenta que la aplicación de campo eléctrico hace que la puerta se expanda, lo que resulta en una disminución de la capacitancia.

Por otro lado, la capacitancia de difusión se debe a la difusión de los portadores de carga de un terminal de un dispositivo a otro.
Tal capacitancia ocurre solo cuando un diodo está polarizado hacia adelante.

Como sabemos que la unión pn se forma justo después del momento de pocos portadores de carga, en esta situación, la región p y la región n contienen portador de carga que representa una carga igual y opuesta y actúan como dos placas de carga iguales y opuestas mientras se agota la capa a través del la unión funciona como un medio aislante o dieléctrico b / w ambas placas, por lo tanto, una unión pn también se puede representar como un condensador, que es un condensador de placa paralela …

ES DE 2 TIPOS …

1. CARGA ESPACIAL O CAPACIDAD DE TRANSICIÓN

cuando una unión pn tiene polarización inversa, la mayoría de los transportistas se alejan de la unión. Como resultado, el ancho de la región de agotamiento aumenta mientras que el tamaño de las placas de tipo p y n disminuye. la región de tipo p tipo n en cada lado que tiene baja resistencia actúa como una placa y la región de agotamiento actúa como un aislante o el medio dieléctrico.

Ct = EA / W donde E = K, W = ancho de la capa de agotamiento, A = área de la sección transversal de la placa

2.CARGA DE ALMACENAMIENTO O CAPACIDAD DE DIFUSIÓN

se define como la tasa de cambio de la carga inducida wrt al voltaje aplicado. Está representada por CD.

CD = dQ / dV (ADAPTADO HACIA ADELANTE)

En el diodo polarizado hacia adelante, la capacitancia de difusión es mucho mayor que la capacitancia de transición, por lo tanto, la capacitancia de difusión se considera en el diodo polarizado hacia adelante. La capacitancia de difusión se produce debido a la carga almacenada de electrones minoritarios en agujeros minoritarios cerca de la región de agotamiento. cuando disminuye el ancho de la región de agotamiento, entonces aumenta la capacitancia de difusión.

Otra explicación de respuesta está bien, se da importancia a las aplicaciones que necesitan diodos rápidos (varios rectificadores de kilohercios) donde las capacitancias se convierten en un bypass para CA y algunas otras donde necesitamos una capacitancia controlada por CC como en la sintonización de RF.

Simil mecánica? la difusión es solo para llenar el canal al abrir la puerta, mientras que la transición es como mantener una pared de agua con un chorro de aire, cuanto mayor sea el golpe, más lejos estará la pared y variando el golpe (AC) se transmite alguna señal (altura de pared variable).

La capacitancia de difusión significa capacitancia debido al movimiento de los portadores de carga entre dos terminales del dispositivo, como la difusión de portadores desde el ánodo al cátodo en el modo de polarización directa

La capacitancia de transición es la carga de cambio almacenada en la región de agotamiento de acuerdo con el cambio de voltaje. Puede suceder solo si hay una unión. La utilidad limita el rendimiento del diodo de unión PN y el transistor bipolar.

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Capacitancia de transición y difusión en diodos de unión PN

En una unión pn (unión pn de diodo o uniones pn de transistor), cuando se polariza hacia adelante, el ancho de la unión pn se vuelve pequeño, la capacitancia de esta unión pn se llama capacitancia de transición.

Cuando una unión pn es polarizada inversamente, el ancho de la unión pn se vuelve más, la capacitancia de esta unión polarizada inversa se llama capacitancia difusa.

La capacitancia difusa siempre es más pequeña que la capacitancia de transición, ambas son pocas decenas de pico faradios.