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电容存储静电场能量
1. Q=CV 【Q:施加在导体上的电荷,V:电荷引起的电势差,C:电容的比例常数】;
2. 法拉(F):电容的标准单位
3. 因成本因素,大的电容通常采用片外方式实现;
4. 集成电路中所有的电容都是平行板电容器,由电极(两块导电平板)和一层绝缘材料(电介质)构成,电极位于电介质的两侧,两电极板的尺寸相同并且正对着放置。
5. 平行板电容器的电容值近似公式:C≈0.0885Aεr/t
【C : 单位为pF的电容值,A 极板面积(μm2) ,t 电介质层厚度(埃A)】
【εr 介电常数/电介质常数,取决于介质本身特性】
6. 降低电介质厚度可增加电容,但会使电介质内部的电场增强,过强会引起介质击穿;
7. 介电强度(MV/cm) Vmax=0.01tEcrit 【t介质厚度,埃;Ecrit 介电强度MV/cm】
为实现电容长期可靠性,应按照v*50%
8. 生长在多晶硅上的氧化层由于与多晶硅界面的微观不规则性,所承受的电压会进一步下降(-50%)
(电场局部增强,降低氧化层的介电强度)
9. 提高单位面积电容需要采用高介电常数的介质,如:钛酸钡锶(成本高),氮化硅(常用)
氮化硅的介电常数几乎是氧化硅的两倍,但薄的氮化层易形成针孔,部分区域变薄不能承受薄层的介电强度
采用两层氧化物夹一层氮化物的复合层结构-->减小针孔的形成
10. 薄膜电容器的电容值会随着极板内的电压调制效应而变化,但最大电容值只取决于电介质;
11. 极板面积不同,则取公共面积,上下极板的交叠区域对电容有贡献;
12. 电场不只存在极板内部,极板边缘也有点电场--边缘效应
13. 边缘电场增大了极板的宽度,增加的量正比于电介质厚度,极板尺寸远大于介质厚度,所以薄膜电容通常忽略此效应;(大电容或介质更薄的电容器,边缘效应的影响更小)
14. 结电容:采用反偏PN结周围的耗尽区作为电介质,耗尽区的宽度随反偏电压而变化;
15. 零偏压电容,随结两端的反偏电压增大,耗尽区宽度加大,结电容减小;
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