ROZDZIAŁ V: Półprzewodniki Temat 21 : Model pasmowy półprzewodnika. Budowa półprzewodników. Materiały pod wzgldem przewodnictwa elektrycznego dzieli si na trzy grupy: przewodniki, półprzewodniki i nieprzewodniki, zwane równie dielektrykami, materiałami izolacyjnymi. Klasyfikacja ta zwizana jest z wewntrzn budow atomow ciał i ze stanami energetycznymi noników prdów w tych materiałach. Podstaw podziału materiałów ze wzgldu na ich właciwoci elektryczne jest tzw. pasmowy układ energetyczny. W najogólniejszym przypadku istniej w materiałach trzy pasma: przewodnictwa, podstawowe i zabronione. W pamie przewodnictwa elektron moe porusza si pod wpływem czynników zewntrznych (temperatura, pole elektryczne). W pamie podstawowym (walencyjnym) na elektron działaj tylko siły wynikajce z ruchu elektronów po ich orbitach oraz siły elektryczne działajce midzy ujemnymi elektronami i dodatnim jdrem. Pasmo zabronione znajduje si midzy pasmem podstawowym i pasmem przewodnictwa. Wielko pasma zabronionego okrela si w elektronowoltach. Elektronowolt (ev) jest energi uzyskan przez elektron przebywajcy bez przeszkód drog pomidzy punktami o rónicy potencjałów 1 V. (1 ev = 1,602 10-19 J). Rónica pomidzy półprzewodnikiem a dielektrykiem jest umowna i dotyczy jedynie szerokoci pasma zabronionego. Półprzewodniki maj pasmo zabronione o szerokoci W g mniejszej bd równej 2 ev (german 0,7 ev; krzem 1,1 ev), natomiast dielektryki o szerokoci wikszej ni 2 ev. Rys.21.1. Model pasmowy: a) półprzewodnika; b) dielektryka. Do materiałów półprzewodnikowych naley dua liczba krystalicznych ciał stałych, wystpujcych w przyrodzie w stanie naturalnym. W elektronice jednak znajduj zastosowanie jedynie nieliczne materiały półprzewodnikowe, które s przetwarzane sztucznie z niektórych pierwiastków lub zwizków chemicznych. Do pierwiastków tych nale: german (Ge), krzem (Si), wgiel (C), selen (Se) oraz zwizki chemiczne, np. wglik krzemu (SiC), arsenek galu (GaAs) i wiele innych. Istotn cech materiałów półprzewodnikowych jest dua zaleno ich właciwoci, a przede wszystkim rezystancji, od rónych warunków fizycznych, takich jak:
temperatury, natenia pola magnetycznego i elektrycznego, wiatła oraz zawartoci domieszek chemicznych, rodzaju obróbki cieplnej i mechanicznej, budowy krystalicznej itp. Rys21.2. Budowa sieci krystalicznej: a) monokryształu; b) polikryształu; c) ciała amorficznego. Atomy w sieci monokrystalicznej s zwizane wizaniem kowalencyjnym. Oznacza to, e powłoki walencyjne (ostatnia orbita) tych atomów zachodz na siebie. W zwizku z tym elektrony walencyjne ssiadujcych ze sob atomów s jakby wspólne. Gdy zostanie zerwane wizanie kowalencyjne, wówczas elektron staje si nonikiem swobodnym, poruszajcym si w krysztale. Wyrwanie elektronu z wizania powoduje powstanie luki, któr nazywamy dziur.
Temat 22 : Generacja i rekombinacja. Elektron w pamie przewodnictwa jest swobodnym nonikiem elementarnego ładunku elektrycznego. Niedobór ładunku w pamie walencyjnym, zwany dziur, jest te swobodny, a wic jest nonikiem ładunku. Zwykle s dwie składowe ruchu ładunków, czyli prdu: elektronowa i dziurowa. Generacja noników nastpuje pod wpływem dopływu energii (cieplnej, wiatła) W th do półprzewodnika. Zawsze jest to generacja par noników, a wic półprzewodnik pozostaje makroskopowo neutralny. Szybko generacji noników G o jest funkcj temperatury i właciwoci materiałowych. Gsto objtociow noników nazywa si koncentracj i oznacza: n dla elektronów, p dla dziur (jednostka najczciej cm -3 ). Rys.22.1. Generacja i rekombinacja par noników. W v wierzchołek pasma podstawowego, W c dno pasma przewodnictwa; W pr energia wyjcia elektronu z półprzewodnika. Rekombinacja, czyli anihilacja par noników, jest procesem równoczesnym z generacj. W stanie równowagi termodynamicznej szybko rekombinacji R o jest równa szybkoci generacji, R o = G o. Podczas rekombinacji energia elektronu powracajcego do pasma walencyjnego ulega zmniejszeniu. Nadwyka energii zamienia si albo na drgania cieplne sieci krystalicznej (fonony), jeli jest to rekombinacja porednia typowa dla germanu i krzemu, albo wypromieniowana na zewntrz (fotony), jeli jest to rekombinacja bezporednia typowa dla arsenku galu (GaAs). Poniewa w półprzewodniku samoistnym mamy do czynienia z generacj par elektron dziura, w zwizku z tym koncentracja elektronów i dziur jest taka sama i nosi nazw koncentracji samoistnej.
Temat 23 : Domieszkowanie - półprzewodniki typu n i p. W przypadku gdy do czystego kryształu krzemu lub germanu doda pierwiastek piciowartociowy, np. antymonu, cztery sporód piciu elektronów zewntrznych atomu antymonu (Sb), wprowadzonego do kryształu na miejsce atomu germanu, utworz wizania z ssiednimi atomami, podobnie jak znajdujcy si poprzednio w tym miejscu german (rys, 23.1). Pity elektron antymonu nie moe ju wej do wiza midzy atomowych. Pomimo tego e jdro atomu antymonu ma ładunek piciu dodatnich jednostek i wywiera siły na pity elektron, to jednak w normalnej temperaturze energia cieplna jest wystarczajco dua, aby oswobodzi ten dodatkowy elektron. Elektron ten w przypadku, gdy znajdzie si w polu elektrycznym, bdzie si poruszał i wytwarzał prd elektryczny. W temperaturze normalnej wszystkie domieszki s, praktycznie biorc, zjonizowane. Rys. 23.1. Półprzewodnik typu n (domieszka do atomów czterowartociowych atomu piciowartociowego) Tego typu atom domieszki o dodatkowej pitej wartociowoci nazywany jest donorem. Dla germanu i krzemu donorami s atomy np. fosforu (P), arsenu (As) lub antymonu (Sb), a tylko dla germanu bizmut (Bi). Koncentracja rzdu l donora w 100 milionach atomów czystego półprzewodnika zwiksza wielokrotnie jego konduktancj w normalnej temperaturze. Półprzewodnik typu germanu lub krzemu z domieszk atomu piciowartociowego, w którym jest nadmiar elektronów, a wic s elektrony swobodne, nazywany jest półprzewodnikiem typu n. W takich półprzewodnikach konduktancja jest uzaleniona od noników ujemnych (n = negative). Jeeli do czystego kryształu półprzewodnika czterowartociowego germanu lub krzemu wprowadzi atom pierwiastka trójwartociowego, który ma tylko trzy elektrony walencyjne (zewntrzne), to w siatce krystalicznej germanu zabraknie" dla boru jednego elektronu do wytworzenia 4 wiza midzyatomowych (rys. 23.2). Rys. 23.2. Półprzewodnik typu p (domieszka do atomów czterowartociowych atomu trójwartociowego) Powstałe w ten sposób niekompletne wizania w strukturze kryształu powoduje powstanie dziury, zachowujcej si jak ładunek dodatni.
Półprzewodniki typu germanu lub krzemu z domieszk atomów trójwartociowych nazywa si półprzewodnikami typu p. W takich półprzewodnikach konduktancja jest uzaleniona od noników dodatnich (p = positive). Atom tego typu domieszki nazywa si akceptorem. Dla krzemu i germanu s to atomy boru (B), glinu (Al), galu (Ga), indu (In) oraz tylko dla germanu - talu (Tl). Podobnie jak w półprzewodniku typu n, i w półprzewodniku typu p w temperaturze normalnej domieszki wymienionych pierwiastków s zjonizowane. Jeeli taki półprzewodnik znajdzie si w polu elektrycznym, wówczas dziury bd przemieszczały si w krysztale tak swobodnie jak elektrony. W przypadku gdy półprzewodnik zawiera domieszk zarówno donorów, jak i akceptorów, swobodne elektrony wytwarzane przez donory zapełniaj dziury wytworzone dziki akceptorom. Półprzewodnik przewodzi wówczas w takim stopniu jak półprzewodnik bez domieszek, wyłcznie dziki zjawisku przewodnictwa samoistnego. Oczywicie, liczba akceptorów i donorów musi w tym przypadku by równa. Materiał taki nosi nazw półprzewodnika skompensowanego. W praktyce produkcyjnej uzyskanie takiej proporcji domieszek jest trudne, poniewa nawet niewielka nadwyka jednej z nich zwiksza konduktancj materiału i decyduje o typie półprzewodnika n lub p. Noniki ładunku elektrycznego (ujemne elektrony, dodatnie - dziury) wystpujce w półprzewodniku w wikszej iloci nazywane s nonikami wikszociowymi, natomiast mniej liczne - nonikami mniejszociowymi. Odpowiednio stosuje si pojcie kondukywnoci wikszociowej i konduktywnoci mniejszociowej.
Temat 24 : Złcze p-n. Złcze p-n jest to warstwa przejciowa istniejca w obszarze stykania si półprzewodników typu p i typu n. W obszarze tym dziury z półprzewodnika typu p bd przenikały do półprzewodnika typu n, w którym koncentracja dziur jest mniejsza, na skutek zjawiska dyfuzji. Podobnie elektrony z półprzewodnika typu n bd przechodziły do półprzewodnika typu p, gdzie jest mniejsza koncentracja elektronów. Jeeli proces przenikania wzajemnego odbywałby si bez zakłóce, wówczas nastpiłoby wyrównanie liczby elektronów i dziur w obszarach p i n. Tak jednak si nie dzieje, gdy zjonizowane atomy domieszek w obszarach p i n s zwizane z siatk krystaliczn i, na skutek odejcia" od nich elektronów i dziur, po obu stronach złcza powstan warstwy ładunku przestrzennego niezneutralizowanego (rys. 24.1). Jony ujemne nieruchome półprzewodnika typu p, znajdujce si w bliskoci złcza, bd oddziaływały przycigajce na dziury, które przeszły do półprzewodnika typu n. Podobnie jony dodatnie domieszek półprzewodnika typu n z obszaru złcza bd przycigały elektrony swobodne, które przeszły do obszaru p. Rys.24.1. Zjawisko zachodzce z złczu p-n: a) półprzewodniki typu n i p nie stykajce si; b) półprzewodniki typu n i p o wspólnej powierzchni styku; c) rozkład ładunku przestrzennego; d) napicie bariery potencjału. Powstałe pole elektryczne pomidzy jonami dodatnimi półprzewodnika typu n a jonami ujemnymi półprzewodnika typu p przeciwdziała dalszemu przechodzeniu noników ruchomych do ssiednich obszarów. Pomidzy naelektryzowanym dodatnio obszarem w półprzewodniku typu n a ujemnie naelektryzowanym obszarem w półprzewodniku typu p powstanie wic rónica potencjałów. Przechodzenie noników trwa tak długo, dopóki rónica potencjałów nie stanie si wystarczajca, aby przeciwdziała dalszemu przechodzeniu elektronów i dziur przez złcze. Przy takiej rónicy potencjałów tworzy si tzw. bariera potencjału. Stan powstajcy w warstwie przejciowej złcza p-n odpowiada istnieniu duej rezystywnoci materiału, uniemoliwiajcej przepływ prdu w półprzewodniku. Warstw t nazywa si dlatego warstw zaporow.
Temat 25 : Polaryzacja złcza p n. Bieguny ródła napicia mog by przyłczone do półprzewodników w sposób dwojaki, a wic: 1) do półprzewodnika typu p biegun dodatni, a do półprzewodnika typu n biegun ujemny ródła, 2) do półprzewodnika typu p biegun ujemny, a do półprzewodnika typu n biegun dodatni ródła. Czsto mówi si, e złcze p-n zostało spolaryzowane napiciem zewntrznym bd w kierunku przewodzenia (kierunku przepustowym), bd te w kierunku zaporowym. Na rys. 25.1a pokazano złcze w stanie równowagi, gdy nie dołczono do niego zewntrznego ródła. Jeli złcze p-n zostanie dołczone do ródła prdu tak, e półprzewodnik typu n zostanie przyłczony do ujemnego bieguna (rys. 25.1b), to elektrony w półprzewodniku typu n bd odpychane w kierunku złcza typu p-n przez dodatkow rónic potencjałów. Podobnie dzieje si z dziurami w półprzewodniku typu p. Obydwa rodzaje noników, koncentrujc si w obszarze warstwy granicznej, zmniejszaj jej obszar o ładunek warstwy zaporowej oraz obniaj barier potencjału. Maleje rezystancja złcza p-n i dziki temu jest umoliwiony przepływ prdu. W tym przypadku złcze pracuje w kierunku przepustowym. Rys.25.1. Wpływ napicia polaryzacji Up na wysoko bariery potencjału UB i szeroko warstwy zaporowej: a) złcze p-n w warunkach równowagi; b) złcze p-n spolaryzowane w kierunku przepustowym; c) złcze p-n spolaryzowane w kierunku zaporowym Obnienie bariery potencjału powoduje wzrost liczby elektronów przechodzcych z półprzewodnika typu n do półprzewodnika typu p. Podobnie wzrasta równie i liczba dziur przechodzcych z półprzewodnika typu p do półprzewodnika typu n. Wprowadzone noniki mniejszociowe, np. elektrony w półprzewodniku typu p, dyfunduj w kierunku od złcza do obszarów o mniejszej koncentracji, gdzie zanikaj w wyniku rekombinacji z nonikami wikszociowymi. Przepływ prdu w opisanym układzie jest wic wynikiem rekombinacji. Prd całkowity uzyskuje si w wyniku rekombinacji noników wikszociowych dostarczonych ze ródła zewntrznego z nonikami mniejszociowymi pochodzcymi z dyfuzji. Jeeli, do złcza p-n przyłczy bieguny ródła napicia odwrotnie (rys. 25.1c), wówczas elektrony i dziury bd oddalały si od złcza, powodujc rozszerzenie si warstwy granicznej. Uboeje ona w noniku prdu" tak bardzo, e rezystancja złcza p-n osiga bardzo du warto. Praktycznie tworzy ona izolacj midzy obu typami półprzewodników, uniemoliwiajc przepływ prdu w obwodzie zewntrznym. W tym przypadku warstwa graniczna nazywa si warstw zaporow, a kierunek, w którym prd nie moe płyn - kierunkiem zaporowym.
Temat 26 : Przebicie złcza. Przebicie oznacza zniszczenie lub trwale uszkodzenie złcza pod wpływem gwałtownego wzrostu prdu, przy polaryzacji złcza w kierunku zaporowym. Napicie, przy którym zachodzi przebicie złcza, nazywamy napiciem przebicia. Przebicie to moe nastpi w wyniku zjawiska Zenera lub powielania lawinowego. Zjawisko Zenera wystpuje w złczach o wskiej warstwie zaporowej lub silnie domieszkowanych. W modelu pasmowym złcza spolaryzowanego zaporowo, dno pasma podstawowego półprzewodnika typu p znajduje si powyej poziomu energetycznego pasma przewodnictwa półprzewodnika typu n. Jeeli elektron zostanie uwolniony z wizania kowalencyjnego w półprzewodniku typu p, to moe on przej poprzez barier energetyczn do półprzewodnika typu n, nie majc energii wikszej od energii tej bariery. Takie przejcie elektronu nazywamy tunelowym. W wyniku tego zjawiska gwałtownie zwiksza si prd wsteczny złcza. Zjawisko Zenera w złczach krzemowych wystpuje przy napiciach mniejszych ni 5 V. Rys.26.1. Charakterystyka prdowo napiciowa I = f(u) złcza p-n 1 charakterystyka przepustowa, 2 charakterystyka zaporowa, 3 kontrolowany efekt Zenera. Jeeli złcze spolaryzujemy napiciem wikszym ni 7 V, to wówczas mamy do czynienia ze zjawiskiem powielania lawinowego (lawinowa jonizacja zderzeniowa). Przy duym napiciu zewntrznym silne pole elektryczne nadaje swobodnym elektronom bardzo due prdkoci. Energia kinetyczna uzyskana przez te elektrony moe wystarczy do wybicia innych elektronów z atomów znajdujcych si w złczu. Te wybite elektrony nabywajc duej energii w polu elektrycznym wybijaj nastpne elektrony itd. Z dowiadcze wynika, e w półprzewodnikach jonizacja zderzeniowa zachodzi przy nateniu pola rzdu 10 6 V/m. Warunkiem koniecznym do uzyskania jonizacji zderzeniowej jest istnienie równie odpowiednio długiej drogi swobodnej dla elektronów, tak by mogły one nabra odpowiedniej energii kinetycznej. Zjawisko Zenera wystpuje wic wyranie w cienkich złczach p-n, a zjawisko jonizacji zderzeniowej w złczach p-n o grubszej warstwie zaporowej.
Temat 27 : Złcze m-s. Złcze m-s (ang. metal-semiconductor) jest to powierzchnia graniczna styku ciał o bardzo rónej przewodnoci (rys. 27.1). Właciwoci złcza m-s zale od pracy wyjcia elektronów z metalu i półprzewodnika oraz od typu przewodnictwa półprzewodnika. Rys.27.1. Złcza m-s: a) kontakt omowy; b) złcze prostujce, tzw. dioda Schottky'ego Tablica 27.1. Bariera potencjału w rónych konfiguracjach, rodzaj złcza m-s Półprzewodnik typu n Półprzewodnik typu p m < s złcze liniowe omowe m < s złcze nieliniowe prostujce m > s złcze nieliniowe prostujce m > s złcze liniowe omowe Kontakt omowy (kocówka elementu) powstaje przez wytworzenie złcza m-p + -p lub m-n + -n (kontakt metalu z silnie domieszkowanym półprzewodnikiem). Charakterystyka złcza I(U) jest liniowa i symetryczna. Złcze prostujce m-s, zwane diod Schottky'ego, ma niesymetryczn i nieliniow charakterystyk I (U); jest to dioda m-n, najczciej krzemowa. Struktura MIS (ang. Metal-Insulator-Semiconductor) jest zasadniczym elementem unipolarnych tranzystorów i układów scalonych. W praktyce uywa si skrótu MOS (ang. Metal-Oxide-Semiconductor) od najczciej stosowanego izolatora dwutlenku krzemu SiO 2 (rys. 27.2). Rys.27.2. Struktura MIS (ogólnie; MOS, gdy izolatorem jest SiO 2 ): a) bramka nie spolaryzowana; B podłoe (ang. Bulk), I izolator, M okładzina metalowa, G elektroda zwana bramk (ang. Gate); b) bramka spolaryzowana ujemnie struktura z dodatkowymi elektrodami: D dren (ang. Drain), S - ródło (ang. Source); l warstwa akumulacyjna, czyli kanał przypowierzchniowy p; 2 obszar neutralny, / Ds nie moe ptyn; c) polaryzacja dodatnia bramki powstawanie przypowierzchniowej warstwy zuboonej 1; d) silna polaryzacja dodatnia (wytwarza kanał n), moliwy przepływ 1 DS, 2 obszar zuboony, 3 obszar neutralny
Wystpuj w niej zjawiska przypowierzchniowe w półprzewodniku, w wyniku działania pola elektrycznego wytworzonego na skutek doprowadzenia do elektrody G napicia elektrycznego. W zalenoci od wartoci i zwrotu U GB (G bramka, ang. Gate; B podłoe, ang. Bulk) wystpi cztery przypadki: U GB = 0; U GB < 0; O < U GB < U (TO) ; U GB > U (TO} przy czym U (TO) napicie progowe. W półprzewodniku typu p nonikami wikszociowymi ruchliwymi s dziury. Oprócz nich wystpuj noniki mniejszociowe elektrony, o koncentracji mniejszej o kilka rzdów. Jeeli U GB = O lub U GB < O, to przy powierzchni półprzewodnika powstaje warstwa akumulacyjna dziur, czyli tzw. kanal przypowierzchniowy pomidzy obszarami n + ; złcza n + p, prawe i lewe s przeciwnie skierowane, wobec czego niemoliwy jest przepływ prdu w kanale równolegle do powierzchni. Jeeli O < U GB < U (TO), to dziury s odpychane w głb podłoa i przy powierzchni powstaje warstwa zuboona. Jeeli U GB >U (TO), to po przekroczeniu charakterystycznego napicia progowego U (TO) powstaje powierzchniowa warstwa ładunków ujemnych, zwana kanałem n (warstwa inwersyjna). Doprowadzenie napicia do elektrod D i S spowoduje przepływ prdu podłunego przypowierzchniowego I DS = f(u DS, U G ).
Temat 28 : Zjawisko tunelowe. Zjawisko tunelowe wystpuje w złczach p-n o małej gruboci, bardzo silnie domieszkowanych (o bardzo duej koncentracji domieszek po obu jego stronach), przy polaryzacji złcza w kierunku przewodzenia. W wyniku zjawiska tunelowego, ju przy bardzo małych poziomach energii, zaczyna si wdrówka noników ładunku poprzez cienk warstw zaporow. Jeeli do takiego złcza doprowadzimy napicie w kierunku przewodzenia, to mona zauway najpierw pojawienie si wzrastajcego prdu i to duo szybsze ni w zwykłym złczu p-n (rys.28.1). Jest to zjawisko tunelowe. Rys.28.1. Charakterystyka prdowo-napiciowa złcza p-n ze zjawiskiem tunelowym 1 charakterystyka prdowo-napiciowa złcza p-n; 2 prd tunelowy; 3 odcinek charakterystyki o ujemnej rezystancji. Odcinek charakterystyki I(U) przy zjawisku tunelowym w zakresie którego wystpuje rezystancja ujemna, jest oznaczony zwykle przez podanie współrzdnych dwóch punktów tej charakterystyki: punktu szczytu o współrzdnych I p, U p punktu doliny o współrzdnych I v, U v.
Temat 29 : Pojemno złcza półprzewodnikowego. Rozpatrujc działanie złcza p-n i procesy transportu noników wprowadzonych przez złcze z obszaru p do n i z n do p, nie mona zapomnie o procesach zwizanych z szybkoci ustalenia si gstoci równowagowej noników przy gwałtownych zmianach koncentracji noników wprowadzanych na brzegach obszaru ładunku przestrzennego. Jeeli na brzegu obszaru n zmieni si skokowo koncentracja dziur od wartoci p 1 do p 2, to zanim ustali si rozkład trójktny dla p 2 noniki mniejszociowe musz napłyn do obszaru n i przepłyn przez ten obszar ruchem dyfuzyjnym, z czym wie si opónienie. Podobne opónienie wystpi przy zmianie gstoci noników w obszarze n, na granicy obszaru ładunku przestrzennego z powrotem od p 2 do p 1. To opónienie w ustalaniu si warunków pracy statycznej reprezentuje pojemno, zwana pojemnoci dyfuzyjn. Wystpowanie pojemnoci dyfuzyjnej wynika z koniecznoci uwzgldnienia skoczonego czasu ustalania si rozkładu ładunku wewntrz obszaru przelotowego złcza. Szybko ustalania si rozkładu zaley od szerokoci tego obszaru. Im wikszy, tym wikszy jest prd płyncy przez obszar przelotowy. Rys.29.1. Zmiany ładunku w złczu p-n: a) ładunek w bazie złcza; b) ładunek w barierze; c) schemat zastpczy małosygnałowy. (C j pojemno złczowa; C d pojemno dyfuzyjna). Zmianom napicia na diodzie towarzysz take zmiany ładunku przestrzennego na granicy złcza. Zmiany ładunku objawiaj si w postaci zmieniajcej si szerokoci obszaru ładunku przestrzennego po obu stronach granicy złcza p-n. Wzrostowi napicia w kierunku przewodzenia towarzyszy zmniejszenie szerokoci, tych obszarów, zmniejszeniu napicia zwikszenie szerokoci, co przedstawiono w postaci zakreskowanych obszarów na rys. 29.1b. Przyrosty ładunku spowodowane przyrostami napicia s reprezentowane przez pojemno złczow (przyrostow). Jednoczesne istnienie w obszarze ładunku przestrzennego rozdzielonych ładunków i spadku napicia powoduje, e mona take mówi o tzw. pojemnoci złczowej statycznej, która jest równa stosunkowi ładunku do spadku napicia. Na rys. 3.21 pokazano, e przy wzrocie napicia, w kierunku zaporowym od U 1 do U 1 +U, ładunek wzrósł od wartoci Q 1 do wartoci Q 1 + Q 1. Przyrost ten nastpił na skutek rozszerzenia si obszarów ładunku przestrzennego po obu stronach złcza (p i n). Poniewa szeroko tych obszarów jest proporcjonalna do pierwiastka z napicia na obszarze ładunku przestrzennego, to przyrost ładunku jak te i ładunek take jest proporcjonalny do pierwiastka z tego napicia. Oznacza to, e pojemno złczowa statyczna bdca stosunkiem ładunku do spadku napicia bdzie odwrotnie proporcjonalna do pierwiastka z napicia, podobnie jak pojemno przyrostowa (dynamiczna).