本帖最后由 Cirk1t 于 2022-10-31 13:26 编辑

一、二极管反向恢复过程

在图1所示二极管电路中,加入一个如图2所示的输入电压。即在0~t1时输入为+VF,二极管导通,电路中有电流。假设二极管正向压降为VD,当VF远大于VDVD可忽略不计。
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图1
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图2
t1后输入V1突变为-VR,在理想时,二极管立刻变为截至状态,电路中只有很小的反向漏电流。
但在实际中,二极管并不会立刻变为截止状态,而是先从正向的IF百年未很大的反向电流IR=VR/RL,这个反向电流会维持ts时间后才开始逐渐下降,在经过tt时间后,下降到很小的数值,此时二极管才处于反向截止状态,图3描述了该过程。将二极管从正向导通变为反向截止的时间称为反向恢复时间trrts称为存储时间,tt称为渡越时间。二极管的开关速度受到反向恢复时间的限制。
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图3
二、解释

产生反向恢复过程是电荷存储效应导致的。外加正向电压时,加速了P区的多子(空穴)向N区扩散,N区的电子向P区扩散,不仅使得耗尽层变窄,而且使得载流子有相当数量的存储(在P区内存储了大量非平衡少子(电子),在N区内存储了空穴)。非平衡少子在靠近PN结边缘的地方浓度最高,离PN结越远,浓度越小。
电荷存储效应:正向导通时,非平衡少子积累的现象。
当输入电压突然由+VF变为-VR时, P区存储的电子和N区存储的空穴会通过以下两个途径逐渐减少:①在反向电场的作用下,P区电子被拉回N区,N区空穴被拉回P区,形成反向漂移电流;②与多子复合消失。
在这些非平衡少子消失之前,PN结仍处于正向偏置状态,耗尽层很窄,PN结的电阻仍然很小,与R相比可以忽略,所以此时反向电流为IR=(VR+VD)/RL。在这段时间,IR基本上不变,主要由VRRL决定。经过ts时间后,P区和N区所存储的电荷已显著减小,耗尽层逐渐变宽,反向电流IR逐渐减小到正常反向饱和电流的数值,经过tt时间后,二极管转为截止状态。
由上可知,如果反向脉冲的持续时间比反向恢复时间短(频率过高),则二极管在正、反方向都可以导通,起不到开关的作用。