Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Диффузиялық сыйымдылық – бұл құрылғының екі терминалы арасындағы заряд тасымалдаушылардың тасымалына байланысты туындайтын сыйымдылық, мысалы, диодтың тікелей қосылғанда анодтан катодқа немесе транзистордың тікелей қосылғанда эмитерден базаға заряд тасымалдауы. Жарымөткізгіш құрылғыда ток ағып тұрғанда (мысалы, диффузия арқылы зарядтың үздіксіз тасымалы), белгілі бір сәтте құрылғы арқылы өту үрдісінде зарядтың белгілі бір мөлшері болады. Егер қолданылатын кернеу өзгеретін болса және ток та өзгеретін болса, жаңа жағдайларда өтетін зарядтың мөлшері де өзгереді. Өтетін зарядтың өзгеруіне оны тудыратын кернеудің өзгеруіне қатынасы – диффузиялық сыйымдылық. Бұл терминнің «диффузия» деген сөзі қолданылу себебі – бұл термин бастапқыда түйіспе диодтары үшін қолданылған, онда заряд тасымалы диффузия механизмі арқылы жүзеге асырылған. Фиктің диффузия заңдарына қараңыз. Бұл ұғымды сандық тұрғыдан іске асыру үшін, құрылғыдағы кернеуді белгілі бір сәтте деп алайық. Енді кернеу уақыт бойынша жеткілікті баяу өзгереді деп есептейік, сонда әр сәтте ток сол кернеуде ағылатын тұрақты токқа тең болады (квазистатикалық жуықтау). Сондай-ақ, құрылғы арқылы өту уақыты тікелей транзит уақыты деп есептейік. Бұл жағдайда, осы нақты сәтте құрылғы арқылы өтетін зарядтың мөлшері, мына формуламен беріледі:
Diffusion Capacitance is the capacitance that happens due to transport of charge carriers between two terminals of a device, for example, the diffusion of carriers from anode to cathode in a forward biased diode or from emitter to base in a forward biased junction of a transistor. In a semiconductor device with a current flowing through it (for example, an ongoing transport of charge by diffusion) at a particular moment there is necessarily some charge in the process of transit through the device. If the applied voltage changes to a different value and the current changes to a different value, a different amount of charge will be in transit in the new circumstances. The change in the amount of transiting charge divided by the change in the voltage causing it is the diffusion capacitance. The adjective "diffusion" is used because the original use of this term was for junction diodes, where the charge transport was via the diffusion mechanism. See Fick's laws of diffusion. To implement this notion quantitatively, at a particular moment in time let the voltage across the device be Now assume that the voltage changes with time slowly enough that at each moment the current is the same as the DC current that would flow at that voltage, say (the quasistatic approximation). Suppose further that the time to cross the device is the forward transit time In this case the amount of charge in transit through the device at this particular moment, denoted , is given by
Осыған сәйкес, диффузиялық сыйымдылық: .
Consequently, the corresponding diffusion capacitance:. is
Егер квазистатикалық жуықтау орындалмаса, яғни, транзит уақытынан қысқа уақыт ішінде болатын өте жылдам кернеу өзгерістері үшін, құрылғыдағы уақытқа тәуелді тасымалды анықтайтын теңдеулерді шешу қажет, мысалы, Болцман теңдеуі. Бұл мәселе квазистатикалық емес эффектілер тақырыбындағы зерттеулердің жалғасуын қамтиды. Лиу, және Гилденблат және авторлардың еңбектерін қараңыз.
In the event the quasi static approximation does not hold, that is, for very fast voltage changes occurring in times shorter than the transit time , the equations governing time dependent transport in the device must be solved to find the charge in transit, for example the Boltzmann equation. That problem is a subject of continuing research under the topic of non quasistatic effects. See Liu
, and Gildenblat et al.