二极管的反向恢复过程

描述

理想二极管工作原理是,在给二极管加正向偏置电压的时候,二极管正向导通,导通内阻非常小,当施加的电压反过来,也就是施加反向偏置电压的时候,二极管截止,从而阻断线路中的电流。

然而,实际的二极管器件并不能像理想二极管那样完美的工作,它在正向偏置电压瞬间变为反向偏置电压的时候,并不能立刻恢复到截止状态,这里存在一个逐渐转变的过程,这个过程我们称之为反向恢复过程。

反向恢复过程

通常我们把二极管从正向导通转为反向截止所经过的转换过程称为反向恢复过程。其中 ts 称为存储时间,tt 称为渡越时间,tre = ts + tt称为反向恢复时间。

由于反向恢复时间的存在,使二极管的开关速度受到限制。

二极管

在上图1 中的硅二极管电路中加入一个输入电压 V1 。在时间 t0 - t1 过程中,输入为+VF,二极管处于导通状态,电路回路中有电流流过。

假设此时的VD 为二极管正向压降(硅管为0.7V左右,锗管为 0.3 左右),一般情况下 VF 远大于VD 时,则 IF ≈ VF / RL。

按照图 2 所示的波形,在 t1 时刻给定一个-VR 电压。也就是在 t1 时,V1 突然从+VF 变为-VR 。

在理想情况下 ,二极管将立刻转为截止状态,电路中应该只有很小的反向漏电流。

但实际情况是,二极管并不能立刻截止,而是先由正向的IF 变到一个很大的反向电流 IR = VR/RL,这个电流维持一段时间ts后才开始逐渐下降,再经过tt 后,下降到一个很小的数值,也就是最终的反向漏电流,这时二极管才进入反向截止状态,如下图 3所示。

二极管

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