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浅(qian)析(xi)快恢(hui)复(fu)二(er)极管开(kai)关和反(fan)向(xiang)恢(hui)复(fu)时间的作用-涨知识(shi)必读

信息(xi)来源:本站 日期:2017-10-25 

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快恢复(fu)二极管的特点(dian)

快(kuai)恢复(fu)(fu)二极管(guan)的最(zui)主要特点是它(ta)(ta)的反(fan)向(xiang)(xiang)恢复(fu)(fu)时间(trr)在几百纳秒(miao)(ns)以下,超快(kuai)恢复(fu)(fu)二极管(guan)以致能(neng)抵达几十纳秒(miao)。反(fan)向(xiang)(xiang)恢复(fu)(fu)时间(trr),它(ta)(ta)的定义是:电流经过零点由(you)正向(xiang)(xiang)转换(huan)成反(fan)向(xiang)(xiang),再由(you)反(fan)向(xiang)(xiang)转换(huan)到规(gui)则低(di)值的时间间隔。它(ta)(ta)是权衡(heng)高(gao)频续流及整流器件性能(neng)的重要技术指标。


IF为(wei)正向(xiang)电(dian)流(liu),IRM为(wei)最大反(fan)(fan)向(xiang)恢复(fu)电(dian)流(liu),Irr为(wei)反(fan)(fan)向(xiang)恢复(fu)电(dian)流(liu),通常(chang)规则Irr=0.1IRM。当(dang)t≤t0时,正向(xiang)电(dian)流(liu)I=IF。当(dang)t>t0时,由于整流(liu)管上(shang)的正向(xiang)电(dian)压突然(ran)变成反(fan)(fan)向(xiang)电(dian)压。

因此,正向电流迅速减小,在t=t1时(shi)(shi)辰,I=0。然后整流(liu)(liu)管上的(de)(de)反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)电(dian)流(liu)(liu)IR逐渐增(zeng)大;在t=t2时(shi)(shi)辰抵达(da)最大反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)恢复电(dian)流(liu)(liu)IRM值。此后受正向(xiang)(xiang)电(dian)压的(de)(de)作用,反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)电(dian)流(liu)(liu)逐渐减小,并(bing)且在t=t3时(shi)(shi)辰抵达(da)规则值Irr。从t2到(dao)t3的(de)(de)反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)恢复过程与(yu)电(dian)容器放电(dian)过程有相似之(zhi)处。由t1到(dao)t3的(de)(de)时(shi)(shi)间(jian)(jian)间(jian)(jian)隔即(ji)为反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)恢复时(shi)(shi)间(jian)(jian)trr。

二极管(guan)的反向恢复(fu)时(shi)间

假定外加脉冲的(de)波形如(ru)图(a)所示,则流(liu)过二极管的(de)电流(liu)就如(ru)图(b)所示。

快恢复二极管反向恢复时间

      快恢复二极管反向恢复时间

外(wai)电路(lu)加以正(zheng)脉冲时


快恢复二极管反向恢复时间
导经过程中,二(er)极(ji)管P区(qu)(qu)向N区(qu)(qu)输运大(da)量(liang)空穴,N区(qu)(qu)向P区(qu)(qu)输运大(da)量(liang)电子。


随着(zhe)时间(jian)的(de)延长,N区(qu)内(nei)(nei)空(kong)(kong)穴和(he)P区(qu)内(nei)(nei)电子(zi)不时增加(jia),直到稳态(tai)时中止(zhi)。在稳态(tai)时,流入N区(qu)的(de)空(kong)(kong)穴正好与(yu)N区(qu)内(nei)(nei)复(fu)合掉的(de)空(kong)(kong)穴数目(mu)相(xiang)等,流入P区(qu)的(de)电子(zi)也正好与(yu)P区(qu)内(nei)(nei)复(fu)合掉的(de)电子(zi)数目(mu)相(xiang)等,抵达(da)动(dong)态(tai)平衡,流过P-N结的(de)电流为(wei)一常数I1。随着(zhe)势垒区(qu)边境上的(de)空(kong)(kong)穴和(he)电子(zi)密度的(de)增加(jia),P-N结上的(de)电压逐步上升(sheng),在稳态(tai)即(ji)为(wei)VJ。

此时,二极管就(jiu)工作在导通状态(tai)。

当某一时间(jian)在外电路上加的正(zheng)脉冲(chong)跳变为负(fu)脉冲(chong)时

快恢复二极管反向恢复时间

正向时积(ji)聚在各区(qu)的(de)大(da)量少子(zi)要被反向偏置(zhi)电(dian)压拉回到原来的(de)区(qu)域(yu),开端时的(de)瞬间(jian),流(liu)过P-N结(jie)的(de)反向电(dian)流(liu)很大(da),经(jing)过一(yi)段时间(jian)后,原本积(ji)聚的(de)载流(liu)子(zi)一(yi)部分经(jing)过复合,一(yi)部分被拉回原来的(de)区(qu)域(yu),反向电(dian)流(liu)才恢复到正常情况下的(de)反向漏电(dian)流(liu)值IR。

正导通时(shi)(shi)少(shao)数(shu)载(zai)流(liu)子积(ji)聚的现(xian)象(xiang)称为电(dian)(dian)荷储存效应。二极管的反(fan)向恢复过程就是由于电(dian)(dian)荷储存所引(yin)起的。反(fan)向电(dian)(dian)流(liu)坚(jian)持不变的这段时(shi)(shi)间(jian)就称为储存时(shi)(shi)间(jian)ts。在ts之后,P-N结上的电(dian)(dian)流(liu)抵(di)(di)达反(fan)向饱和电(dian)(dian)流(liu)IR,P-N结抵(di)(di)达平(ping)衡。

定(ding)义流(liu)(liu)过(guo)P-N结(jie)的(de)反向(xiang)电流(liu)(liu)由I2降落(luo)到(dao)0.1 I2时所需的(de)时间(jian)(jian)为(wei)(wei)降落(luo)时间(jian)(jian)tf。储存时间(jian)(jian)和降落(luo)时间(jian)(jian)之和为(wei)(wei)(ts+tf)称(cheng)为(wei)(wei)P-N结(jie)的(de)关断时间(jian)(jian)(即为(wei)(wei)反向(xiang)恢(hui)复(fu)时间(jian)(jian))。
注意

反向恢(hui)复时间限(xian)制(zhi)了二极管的(de)开关速度

(1)假(jia)设脉冲持续时间比二极(ji)管(guan)反向恢复时间长得(de)多,这(zhei)时负脉冲能使二极(ji)管(guan)彻底关断,起到良好的(de)开关作用(yong);
(2) 假设脉冲(chong)持(chi)(chi)续时(shi)间和二极管的反向(xiang)恢复(fu)时(shi)间差不(bu)多(duo)以(yi)致更短(duan)的话,这(zhei)时(shi)由于反向(xiang)恢复(fu)过程的影响,负脉冲(chong)不(bu)能使二极管关断。 所(suo)以(yi)要坚持(chi)(chi)良好(hao)的开关作用,脉冲(chong)持(chi)(chi)续时(shi)间不(bu)能太(tai)短(duan),也就意味(wei)着脉冲(chong)的重复(fu)频率(lv)不(bu)能太(tai)高,这(zhei)就限制了开关的速度。


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