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1. pn Admittance - Reverse Bias
1. Small-Signal

- p-n I-V 특성 : small-signal 분석 시 곡선 형태의 I-V특성은 거의 선형으로(= 저항처럼) 해석 가능
- 컨덕턴스

- p-n 다이오드의 내부 어드미턴스 : ,
- 컨덕턴스
- 역전압 인가 시 G는 0에 가깝게 감소
- 커패시턴스
- : Diffusion Capacitance
- : Depletion Capacitance
- small signal 에 의한 다이오드 전류
2. Reverse-Bias Junction Capacitance
- Reverse Bias : Depletion Layer의 폭이 증가
- 전압에 따라 변화하므로 변화 : 커패시턴스 형성
- Quasi-Static approximation : 고주파 신호 인가 시 DC 신호를 가했을 때와 거의 유사한 Depletion Layer 형성
- Depletion-layer capacitance
- Depletion Layer의 폭 변화를 전하량 변화로 고려
3. C−V Relationships
- one-sided junction : p-n 비대칭 접합의 경우
- 농도가 낮은 쪽 도핑은 그래프로 표현
- 비대칭 step junction(m=0) :
- Linearly Graded junction(m=1) :
- :
- Depletion Capacitance :
- : Bias ()가 없을 때의 Depletion Capacitance
- Hyper abrupt junction ()을 생성하는 이유
- 커패시턴스 형성을 위해서는 Depletion Width 변화가 전압에 민감하게 변화해야 함
- 도핑이 낮을수록 Depletion이 더 잘 형성
- 접합에서 멀어질 수록 Depletion이 형성되기 어려움
- 접합 근처에서는 도핑 농도가 높고, 멀어질수록 낮은 도핑 농도를 형성하기 위해 Hyper abrupt junction 형성, 더 정밀한 Capacitance 조절 가능
- Varator : 변화 가능한 리액터 혹은 커패시터
- Tuning Range : 가해주는 전압에 따른 커패시터의 변화율
- 범위로 변화 가능할 때
- TR값을 키우려면 m값이 감소하여야 함
4. C−V Characterization
- Doping Profile, Built-in Potential 측정
- 에서
- C-V 기울기 : 도핑 농도 , V축 교차점 : Built-in Potential
- 실제 다이오드에서 이므로, 그래프를 작성
- 그래프가 선형으로 나타나는 값을 찾아내어 그래프 작성
- Doping Profile :
- Depletion Region의 형성이 제한되므로, 실제 C-V 측정 시에는 도핑된 소자를 etching하면서 C-V특성 측정
- 농도가 급격하게 변화하는 경우 측정이 부정확할 수 있음
- 미분연산으로 도핑을 계산하므로 노이즈에 민감
5. Reverse-Bias Conductance
- 이상적인 다이오드의 경우 (diffusion)
- 가 Reverse Bias인 경우 exponential항에 의해 G는 0으로 수렴
- 실제 다이오드의 경우 (generation current)
- Reverse-Bias Admittance
- conductance보다 capacitance 영향이 주도적
- Forward Bias가 가해지면 Depletion capacitance 대비 Diffusion Capacitance 영향이 커지면서 계산값과 오차 발생
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