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整流二极管管的反向恢复过程
- 发布日期：2024-11-12 07:01 点击次数：197 首先，二极管具有从正向导通到截止的反向恢复过程
将下图所示的输入电压添加到上图所示的硅二极管电路中。在0-t1期间，输入为+VF，二极管导通，电流在电路中流动。
让VD为二极管的正向压降(硅管约为0.7V)。当心室颤动比心室颤动大得多时，心室颤动可以省略
在t1，V1突然从+VF变为-VR。在理想情况下，二极管将立即关闭，电路中应该只有很小的反向电流。然而，实际情况是二极管不会立即截止，而是首先从正向中频变为大反向电流IR = VR/rl。该电流在保持一段时间tS后开始逐渐减小，然后在tt后减小到0.1IR的小值，然后二极管进入反向截止状态，如下图所示。
一般来说，二极管从正向导通到反向截止的转换过程称为反向恢复过程。其中，tS称为存储时间，tt称为传输时间，tre=ts+tt称为反向恢复时间。由于反向恢复时间的存在，二极管的开关速度受到限制。二、逆向回收过程的原因——电荷储存效应上述现象的原因是当二极管被施加直流电压VF时载流子扩散的存储结果。当施加直流电压时，磷区中的空穴扩散到氮区，氮区中的电子扩散到磷区。这样，不仅势垒区(耗尽区)变窄，而且存储了相当数量的载流子，电子存储在P区，空穴存储在N区，所有这些都是非平衡少数载流子，如下图所示。
空穴从p区扩散到n区后，不会立即与n区的电子重新结合而消失。相反，在一定的距离LP(扩散长度)内，一方面，它们继续扩散，另一方面，它们与电子重组并消失。因此，一定数量的空穴将存储在低压范围内，并且将建立一定的空穴浓度分布。结边缘附近的浓度最大，离结越远，浓度越小。正向电流越高，储存的空穴越多，浓度分布的梯度越大。电子向磷区的扩散是相似的。下图显示了二极管中存储电荷的分布。
我们把正向传导时的非平衡少数载流子积累现象称为电荷存储效应。当输入电压突然从+VF变为-VR时，存储在P区的电子和存储在N区的空穴不会立即消失， 芯片采购平台而是通过以下两种方式逐渐减少:①在反向电场的作用下，P区的电子将被拉回到N区，而N区的空穴将被拉回到P区，形成反向漂移电流IR，如下图所示；
(2)与多数载流子复合。在这些存储的电荷消失之前，pn结仍然是正向偏置的，即势垒区仍然很窄，pn结的电阻仍然很小，与RL相比可以忽略不计，因此此时反向电流IR = (VR+VD)/rl。电压降表示pn结两端的正向电压降，通常为电压降> >电压降，即电压=电压/电阻。在此期间，红外基本保持不变，主要由VR和RL决定。在时间ts之后，存储在p区和n区中的电荷显著减少，势垒区逐渐变宽，反向电流IR逐渐降低到正常反向饱和电流的值。时间tt后，二极管关闭。从上面可以看出，开关过程中二极管的反向恢复过程实际上是由电荷存储效应引起的，反向恢复时间是存储电荷消失所需的时间。二极管与普通开关的不同之处在于，“开”和“关”是由所施加电压的极性决定的，“开”状态具有轻微的压降，而“关”状态具有轻微的电流io。当电压从正向变为反向时，电流不会立即变为(-i0)，但是反向电流总是很大，并且二极管在一段时间ts内不关断。ts之后，反向电流逐渐减小，tf时间之后，二极管电流变为(-i0)，ts称为存储时间，tf称为下降时间。Tr= ts+ tf称为反向恢复时间，上述过程称为反向恢复过程。这实际上是由电荷存储效应引起的，反向恢复时间是存储电荷耗尽所需的时间。这个过程防止二极管在快速连续脉冲下用作开关。如果反向脉冲的持续时间短于tr，二极管可以正向和反向导通，不能用作开关。
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