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                        涨知识啦!二极管的开关作用和反向恢复时间

                        2019-05-09 14:45 来源:电源网综合 编辑:niko

                        PN结二极管经常用来制作电开关。在正偏状态,即开态,很小的外加电压就能产生较大的电流,;在反偏状态,即关态,只有很小的电流存在于PN结内。我们最感兴趣的开关电路参数就是电路的开关速度。本节会定性地讨论二极管的开关瞬态以及电荷的存储效应。在不经任何数学推导的情况下,简单给出描述开关时间的表达式。

                        二极管的开关作用

                        利用二极管正、反向电流相差悬殊这一特性,可以把二极管作开关使用。

                        涨知识啦!二极管的开关作用和反向恢复时间

                        当开关K打向A时,二极管处于正向,电流很大,相当于接有负载的外回路与电源相连的开关闭合,回?#21453;?#20110;接通状态(开态);

                        当开关K打向B时,二极管处于反向,反向电流很小,相当于外回路的开关断开,回?#21453;?#20110;断开状态(关态)。

                        涨知识啦!二极管的开关作用和反向恢复时间

                        在关态时,流过负载的电流就是二极管的反向电流IR。二极管的反向恢复时间

                        假设外加脉冲的波形如图(a)所示,则流过二极管的电流就如图(b)所?#23613;?

                        涨知识啦!二极管的开关作用和反向恢复时间

                        导通过?#35752;校?#20108;极管P区向N区输运大量空穴,N区向P区输运大量电子。

                        随着时间的延长,N区内空穴和P区内电子不断增加,直到稳态时停止。在稳态时,流入N区的空穴正好与N区内复合掉的空穴数目相等,流入P区的电?#21491;?#27491;好与P区内复合掉的电子数目相等,达到动态平衡,流过P-N结的电流为一常数I1。

                        随着势垒区边界上的空穴和电?#29992;?#24230;的增加,P-N结上的电压逐步上升,在稳态即为VJ。此时,二极管就工作在导通状态。

                        当某一时刻在外电路上加的正脉冲跳变为负脉冲时

                        涨知识啦!二极管的开关作用和反向恢复时间

                        正向时积累在各区的大量少?#21491;?#34987;反向偏置电压拉回到原来的区域,开始时的瞬间,流过P-N结的反向电流很大,经过一段时间后,原本积累的载流?#21491;?#37096;分通过复合,一部分被拉回原来的区域,反向电流才恢复到正常情况下的反向漏电流值IR。正向导通时少数载流子积累的现象称为电荷储存效应。二极管的反向恢复过程就是由于电荷储存所引起的。反向电流保持不变的这段时间就称为储存时间ts。在ts之后,P-N结上的电流到达反向饱和电流IR,P-N结达到平衡。定义流过P-N结的反向电流由I2下降到0.1 I2时所需的时间为下降时间tf。储存时间和下降时间之和为(ts+tf)称为P-N结的关断时间(即为反向恢复时间)。

                        注意

                        反向恢复时间限制了二极管的开关速度。

                        (1)如果脉冲?#20013;?#26102;间比二极管反向恢复时间长得多,这时负脉冲能使二极管彻底关断,起到良好的开关作用;

                        (2) 如果脉冲?#20013;?#26102;间和二极管的反向恢复时间差不多甚至更短的话,这时由于反向恢复过程的影响,负脉冲不能使二极管关断。

                        所以要保持良好的开关作用,脉冲?#20013;?#26102;间不能太短,也就意味着脉冲的重复频率不能太高,这就限制了开关的速度。

                        声明:本网站原创内容,如需转载,请注明出处;本网站转载的内容(文章、图片、视频)等资料版权归原网站所?#23567;?#22914;我们采用了您不?#26031;?#24320;的文?#31108;?#22270;片,未能及时和您确认,避免给双方造成不必要的经?#30431;?#22833;,请电邮联系我们,以便迅速采取?#23454;?#22788;理措施?#25442;?#36814;投稿,邮箱:[email protected]

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