二極管反向恢復(fù)過程

1、、二極管從正向?qū)ǖ浇刂褂幸粋€(gè)反向恢復(fù)過程在 011 時(shí)間內(nèi)，輸入為+VF,二極管導(dǎo)通， 電路中有電流流通。_導(dǎo)通0：-設(shè) VD 為二極管正向壓降（硅管為 0.7V 左右），當(dāng) VF 遠(yuǎn)大于 VD 時(shí)，VD 可略去不計(jì)，則在 t1 時(shí)，V1 突然從+VF 變?yōu)?VR。在理想情況下，二極管將立刻轉(zhuǎn)為截止，電路中應(yīng)只有很小的反向電流。但實(shí)際情況是，二極管并不立刻截止，而是先由正向的 IF 變到一個(gè)很大的反向電流 IR=VR7RL,這個(gè)電流維才 I 一段時(shí)間 tS 后才開始逐漸下降，再經(jīng)過 tt 后，下降到一個(gè)很小的數(shù)值 0.1IR,這時(shí)二極管才進(jìn)人反向截止?fàn)顟B(tài)，如下圖所示。在上圖所示的硅二極管電路

2、中加入一個(gè)如下圖所示的輸入電壓。通常把二極管從正向?qū)ㄞD(zhuǎn)為反向截止所經(jīng)過的轉(zhuǎn)換過程稱為反向恢復(fù)過程。其中 tS稱為存儲(chǔ)時(shí)間，tt 稱為渡越時(shí)間，tre=ts+tt 稱為反向恢復(fù)時(shí)間。由于反向恢復(fù)時(shí)間的存在，使二極管的開關(guān)速度受到限制。二、產(chǎn)生反向恢復(fù)過程的原因一一電荷存儲(chǔ)效應(yīng)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是由于二極管外加正向電壓 VF 時(shí)，載流子不斷擴(kuò)散而存儲(chǔ)的結(jié)果。當(dāng)外加正向電壓時(shí) P 區(qū)空穴向 N 區(qū)擴(kuò)散，N 區(qū)電子向 P 區(qū)擴(kuò)散，這樣，不僅使勢(shì)壘區(qū)（耗盡區(qū)）變窄，而且使載流子有相當(dāng)數(shù)量的存儲(chǔ)，在 P 區(qū)內(nèi)存儲(chǔ)了電子，而在 N 區(qū)內(nèi)存儲(chǔ)了空穴，它們都是非平衡少數(shù)載流于，如下圖所示。P區(qū)勢(shì)至區(qū)N區(qū)空穴由

3、 P 區(qū)擴(kuò)散到 N 區(qū)后，并不是立即與 N 區(qū)中的電子復(fù)合而消失，而是在一定的路程 LP（擴(kuò)散長度）內(nèi)，一方面繼續(xù)擴(kuò)散，一方面與電子復(fù)合消失，這樣就會(huì)在 LP 范圍內(nèi)存儲(chǔ)一定數(shù)量的空穴，并建立起一定空穴濃度分布，靠近結(jié)邊緣的濃度最大，離結(jié)越遠(yuǎn)，濃度越小。正向電流越大，存儲(chǔ)的空穴數(shù)目越多，濃度分布的梯度也越大。電子擴(kuò)散到 P 區(qū)的情況也類似，下圖為二極管中存儲(chǔ)電荷的分布。.1N區(qū)中空穴濃度分布P區(qū)中i電子濃度分布；：我們把正向?qū)〞r(shí)，非平衡少數(shù)載流子積累的現(xiàn)象叫做電荷存儲(chǔ)效應(yīng)。當(dāng)輸入電壓突然由+VF 變?yōu)?VR 時(shí) P 區(qū)存儲(chǔ)的電子和 N 區(qū)存儲(chǔ)的空穴不會(huì)馬上消失，但它們將通過下列兩個(gè)途徑逐漸減

4、少：在反向電場(chǎng)作用下，P 區(qū)電子被拉回 N 區(qū)，N 區(qū)空穴被拉回 P 區(qū)，形成反向漂移電流 IR,如下圖所示；與多數(shù)載流子復(fù)合。在這些存儲(chǔ)電荷消失之前，PN 結(jié)仍處于正向偏置，即勢(shì)壘區(qū)仍然很窄，PN 結(jié)的電阻仍很小，與 RL 相比可以忽略，所以此時(shí)反向電流 IR=(VR+VD)ZRLoVD 表示 PN 結(jié)兩端的正向壓降， 一般 VRVD 即 IR=VRXRL=在這段期間， IR 基本上保持不變， 主要由 VR 和 RL 所決定。經(jīng)過時(shí)間 ts 后 P 區(qū)和 N 區(qū)所存儲(chǔ)的電荷已顯著減小，勢(shì)壘區(qū)逐漸變寬，反向電流 IR 逐漸減小到正常反向飽和電流的數(shù)值，經(jīng)過時(shí)間 tt,二極管轉(zhuǎn)為截止。由上可知，二極管在開關(guān)轉(zhuǎn)換過程中出現(xiàn)的反向恢復(fù)過程，實(shí)質(zhì)上由于電荷存儲(chǔ)效應(yīng)引起的，反向恢復(fù)時(shí)間就是存儲(chǔ)電荷消失所需要的時(shí)間。二極管和一般開關(guān)的不同在于，開“與關(guān)”由所加電壓的極性決定，而且開”態(tài)有微小的壓 BIVf,關(guān)”態(tài)有微小的電流 i0。當(dāng)電壓由正向變?yōu)榉聪驎r(shí)，電流并不立刻成為(-i0),而是在一段時(shí)間ts內(nèi)，反向電流始終很大，二極管并不關(guān)斷。經(jīng)過ts 后，反向電流才逐漸變小，再經(jīng)過tf 時(shí)間，二極管的電流才成為(-i0),ts 稱為儲(chǔ)存時(shí)間，tf 稱為下降時(shí)間。tr=ts+tf 稱為反向恢復(fù)時(shí)間，以上過程稱為反向恢復(fù)過程。這實(shí)際上是由電荷存儲(chǔ)效應(yīng)引起的，反向恢復(fù)時(shí)間