Який час зворотного відновлення в діоді?

Який час зворотного відновлення в діоді?

Якщо діод ведеться в прямому стані і негайно переходить у зворотний стан, діод буде працювати в зворотному стані протягом короткого часу, коли напруга прямого кровоточить. Струм через діод буде досить великим у зворотному напрямку за цей невеликий час відновлення.

Після того, як носії будуть розмиті і діод діє як звичайний блокуючий пристрій у зворотному стані, струм струму повинен знизитися до рівня витоку.

Це лише загальний опис зворотного часу відновлення. Це може впливати на досить багато речей, залежно від контексту, про що йдеться у коментарях.

Необхідно встановити космічний заряд у PN-переході, перш ніж подаватиметься струм вперед. (Якщо перше речення змушує вас запитати чому, це справді окреме питання - можливо, це може допомогти. Давайте просто подивимось на динаміку встановлення та нейтралізації цього космічного заряду.)

З нуля цей космічний заряд можна встановити досить швидко, тому що зовнішня напруга зміщення вперед може направляти електрони зовні навколо. Електрони дифундують від матеріалу n-типу до краю матеріалу p-типу, отвори в матеріалі p-типу дифундують в край матеріалу n-типу, а на металевих інтерфейсах нові електрони вводяться в n- кінцевий тип і отвори генеруються на кінці типу p для отримання вільних електронів, які можуть текти у зовнішній ланцюг. Усі ці потоки є потоками більшості носіїв у відповідних матеріалах, тому дифузія відбувається швидко, обумовлена ​​значно більшими градієнтами концентрації. Космічний заряд швидко розвивається, оскільки більшість носіїв тече, щоб увімкнути діод - електрони в матеріалі n-типу та отвори в матеріалі p-типу.

Однак якщо зовнішня напруга потім повертається до зворотного зміщення, космічний заряд притягується до себе для рекомбінації. Але ця рекомбінація відбувається лише шляхом дифузії меншостіперевізники. Ця дифузія носіїв меншості має набагато менші градієнти концентрації, і тому дифузії порядків повільніше. Зовнішній ланцюг, що забезпечує зворотний зміщення, може сприяти прискоренню цієї рекомбінації, оскільки це дозволяє швидше нейтралізувати зайві отвори, які мігрували назад до матеріалу типу p, та видалити надлишки електронів, які мігрували назад до матеріалу n-типу. Припускається, що ця рекомбінація дір-електрон або нейтралізація заряду відбувається по суті миттєво на інтерфейсах напівпровідника-металу, тому, якщо зовнішній струм може подавати і видаляти електрони при зворотному зміщенні, це зробить це набагато швидше, ніж "нормальна" рекомбінація отвору-електронів швидкість в основній масі напівпровідника. Ось чому можуть бути величезні зворотні струми протягом зворотного часу відновлення.

Я зібрав невелике моделювання часу зворотного відновлення в діоді 1N4007 проти 1N4148 :

Демонстрація показує, що діоди перемикаються під квадратною хвилею, і показує, що 1N4007 потрібно кілька мікросекунд, щоб повністю вимкнутись!

(Див. Також PDF під назвою "Час рекомбінації в напівпровідникових діодах" .)

Якщо діод зміщений вперед і ви хочете його вимкнути, потрібен певний час для гасіння вільних носіїв, що проходять через перехід (електрони повинні повернутися до n-області, а отвори повинні повернутися в p-область, тоді вони можуть відновити на аноді і катоді відповідно). Цей час називається "зворотним часом відновлення", а загальний струм, що протікає через діод, негативний, оскільки носії течуть у протилежних напрямках відносно зміщення вперед. Заряд, що протікає під час зворотного відновлення, називається "зворотним зарядом відновлення", і діод повинен погасити його ("відновлення" із зворотного зміщення в нейтральний стан), перш ніж ви зможете його включити. Зрештою, явище зворотного відновлення залежить від допінгу та геометрії кремнію та є паразитарним ефектом у діодах, оскільки енергія, яка бере участь у процесі, втрачається.

Час, який витрачається діодом на перехід його стану, який перебуває з упередженого руху (стан УВІМКНЕНОГО) в стан вимкнення, називається "Час відновлення зворотного зв'язку". Коли діод зміщений вперед і ви вимкнете його, потрібно повністю вимкнутись; в цей час спочатку діод досягне стану зворотного зміщення, а потім повільно дістанеться до стану OFF, а не безпосередньо до стану OFF. За цей час електрони повертаються в n-область, а протони повертаються в p-область, щоб досягти стану OFF, а загальний струм, що протікає через діод, є негативним, тому що носії течуть у протилежних напрямках відносно зміщення вперед. Заряд, що протікає під час зворотного відновлення, називається "зворотним зарядом відновлення".

При переході з провідного в стан блокування діод або випрямляч зберігають заряд, який спочатку повинен бути розряджений перед діодним блоком зворотного струму. Цей розряд займає обмежений час, відомий як час зворотного відновлення, або trr. За цей час діодний струм може текти в зворотному напрямку.

Якщо вимкнути будь-який діод, то через діод протягом певного часу буде протікати зворотний струм через збережені заряди у виснаженому шарі. тому час "коли зворотний струм починає текти через діод і досягає свого пікового значення і знову розпадається і досягає 25% від свого пікового значення", цей час відомий як зворотний час відновлення діода.

Заряд, що протікає під час зворотного відновлення, називається "зворотним зарядом відновлення". При переході з провідного в стан блокування діод або випрямляч зберігають заряд, який спочатку повинен бути розряджений перед діодним блоком зворотного струму.

коли діод несподівано веде в режимі прямого зміщення, якщо діод є зворотним зміщенням, і електрони, які збираються з'єднатись з терміналом + ve, коли він буде зміщений вперед зараз (зворотно зміщений), не можуть підключитися до -ve-терміналу і має повернутися до регіону та оселитися як міноритарний меншина. Час, взятий для цього, називається часом відновлення.

коли струм діода вперед зменшується до нуля, діод продовжує вестись у зворотному напрямку завдяки наявності збережених зарядів у двох шарах. "зворотний струм протікає протягом часу, який відомий як час зворотного відновлення".