结电容,即浅结电容,也称PN结电容或肖特基势垒电容,是现代集成电路中的一种基本被动元件。结电容是由PN结正向偏压时所形成的空间电荷区,在PN结两侧的区域中,如果受到外部电场影响,那么PN结两侧的空间电荷区就会受到偏移,从而产生电容效应。
简单来说,PN结电容就是由PN结两边的空间电荷区所构成的电容,当外加正偏电压时,PN结中空间电荷区的宽度减小,电容减小,而当逆偏电压时,PN结中空间电荷区的宽度增大,电容增大。
从结电容的本质来看,结电容是一个非常高效的电容器,因为它的电容是由PN结电场所产生的,而楼下外部的介质并不参与电容的形成。由此我们可以看出结电容的一些特点:
1、结电容的电容值很小。
2、结电容的失配性能很好。
3、结电容可以实现很高的频率性能,应用于高频电路中会更加稳定。
4、结电容的电阻很小,不产生功耗。
关于结电容的应用,可以说是非常广泛的。结电容是现代集成电路的基本被动元件之一,应用在各种集成电路、高频电路、数字电路中。具体的应用如下:
1、用作一些特殊电容器,例如漏电电容。
2、用作电荷存储器件,例如闪存。
3、用作滤波器,例如信号处理器中的数字滤波器。
4、用作元件保护,例如门电路的输入保护电路。
5、用作信号选择器,例如模拟开关、模拟跨导等。
结电容的制作工艺是非常关键的,它的性能和品质都与制作工艺密切相关。目前制作结电容的主要工艺有如下几种:
1、普通PN结电容:制作工艺相对简单,可以通过扩散、离子注入、物理蒸镀等方式进行制作。
2、栅极结电容:相对于普通PN结电容,栅极结电容的技术难度更高,主要是采用金属栅的形式将栅极置于PN结上方,并形成一定的电容效应。
3、高电子迁移率PN结电容:这种结电容采用了高迁移率材料制作,提高了载流子速度,进一步提高了基准电容的质量和性能。