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什麼是二極管的反向恢複時間

在說二極管的反向恢複時間之前我們來看下這個實驗電路中二極管的陽極波形,

什麼是二極管的反向恢複時間

二極管用的是普通二極管1N4007,輸入信号是一個最大值為2.5V,最小值為-2.5V的方波信号,理論上輸入為2.5V時,二極管導通,二極管陽極電壓為0.7V,輸入為-2.5V時,二極管截止,二極管陽極電壓為-2.5V。

現在示波器上面顯示是輸入方波信号為1KHZ時二極管陽極的波形,波形比較正常,正電壓為0.7V左右,負電壓為-2.5V左右,符合我們的預期。

什麼是二極管的反向恢複時間

這個是信号頻率是10KHZ時的波形,波形也算比較正常

什麼是二極管的反向恢複時間

這個是信号頻率為100K時的波形,大家可以看到,這個波形就有點問題了,明顯電壓為-2.5V的時間變短了,波形的下降沿變得很緩慢;

什麼是二極管的反向恢複時間

這個是信号頻率為1MHZ時的波形,低電平已經無法到-2.5V了,二極管陽極波形嚴重失真了。

什麼是二極管的反向恢複時間

接下來我們來看下二極管的反向恢複時間。

當二極管加正向電壓時,二極管PN結内部電場被削弱,P區空穴向N區擴散,N區的電子向P區擴散,空穴帶正電荷,電子帶負電荷,并且越靠近内部電場濃度越大

什麼是二極管的反向恢複時間

當在二極管上加反向電壓時,P區存儲的電子會立馬向N區移動,N區存儲的空穴會立馬向P區移動,,進而會形成一個反向電流,直到存儲的電子和空穴消耗完。

什麼是二極管的反向恢複時間

這個是二極管的電壓和電流的波形示意圖,藍色的是流過二極管的電流,黃色的是二極管兩端的電壓,在t0時刻,電源電壓由正變為負,這時二極管會有一段t0-t1時間的反向電流

什麼是二極管的反向恢複時間

我們把二極管存在反向電流的這段時間稱之為二極管的反向恢複時間,記為Trr

什麼是二極管的反向恢複時間

當加在二極管的信号為低頻信号時,反向恢複時間表現得不明顯,但當信号頻率達到一定值後,很可能二極管還沒達到反向截止狀态就進入了下一個導通周期,這樣二極管看起來就是一直是導通的。就像前面的測試電路,在信号頻率為1MHZ時,二極管得電壓根本到不了-2.5V。

反向恢複時間和二極管的結電容并沒有必然的聯系(主要是和二極管的擴散電容有關,結電容一般值二極管反向偏置時兩端的電容,也稱為勢壘電容。肖特基二極管結電容很大,但是反向恢複時間很小)

肖特級二極管的反向恢複時間遠小于普通二極管,普通二極管的反向恢複時間一般大于500ns,肖特級二極管反向恢複時間小于10ns。

有些電路會對二極管的反向恢複時間提出要求

比如我們在設計異步整流的BUCK電路時,都是要求這個續流二極管為快速恢複的肖特基二極管。

什麼是二極管的反向恢複時間

下面我們來看下同樣的電路,用肖特基二極管實驗時的波形

10KHZ時

什麼是二極管的反向恢複時間

這個是信号頻率為100K時的波形,大家可以看到

什麼是二極管的反向恢複時間

這個是信号頻率為1MHZ時的波形

什麼是二極管的反向恢複時間