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國創(chuàng)詳解階躍恢復(fù)二極管的特性

  階躍二極管又被稱為階躍恢復(fù)二極管,從導(dǎo)通切換到關(guān)閉時(shí)的反向恢復(fù)時(shí)間trr短,因此,其特長是急速地變成關(guān)閉的轉(zhuǎn)移時(shí)間顯著地短。如果對(duì)階躍二極管施加正弦波,那么,因tt(轉(zhuǎn)移時(shí)間)短,所以輸出波形急驟地被夾斷,故能產(chǎn)生很多高頻諧波。它也是一種具有PN結(jié)的二極管。階躍恢復(fù)二極管的特性是怎樣的呢?看國創(chuàng)小編總結(jié)!

  在存儲(chǔ)電荷消失之后(t=ts時(shí))反向電流突然降為0,即消除了關(guān)斷時(shí)的反向電流拖尾。這種二極管不僅具有極短的下降時(shí)間,而且也具有很好的正向?qū)щ娦阅?。正因?yàn)檫@種很好的正向?qū)щ娦?,所以它在正向電壓時(shí)將會(huì)存儲(chǔ)大量的少數(shù)載流子電荷,同時(shí)關(guān)斷的存儲(chǔ)時(shí)間也較長。由于階躍恢復(fù)二極管在正向工作時(shí)將存儲(chǔ)有大量的少數(shù)載流子電荷,所以它是一種很好的所謂電荷存儲(chǔ)二極管。

  如何實(shí)現(xiàn)階躍恢復(fù)二極管在關(guān)斷過程中的下降時(shí)間tf≈0呢?基本的考慮應(yīng)該是:當(dāng)存儲(chǔ)時(shí)間ts結(jié)束后,在p-n結(jié)勢壘區(qū)邊緣處的少數(shù)載流子濃度梯度需要變?yōu)?。這可采用在擴(kuò)散區(qū)中設(shè)置由勢壘區(qū)指向擴(kuò)散區(qū)的內(nèi)建電場來達(dá)到。因?yàn)檫@種方向的內(nèi)建電場雖然對(duì)于少數(shù)載流子的正向擴(kuò)散具有加速作用,但是對(duì)于反向的擴(kuò)散卻具有阻擋作用,即在p-n結(jié)關(guān)斷時(shí)具有拉住少數(shù)載流子、不讓它們流入勢壘區(qū)的作用;這樣一來,在全部存儲(chǔ)的少數(shù)載流子消失之前,在勢壘區(qū)邊緣處的少數(shù)載流子濃度不可能變?yōu)?,于是就必能得到dp/dx=0,即反向擴(kuò)散電流很快下降到0,所以下降時(shí)間tf≈0。

  階躍恢復(fù)二極管中的內(nèi)建電場可通過不均勻的摻雜技術(shù)來引入。實(shí)際上,該二極管在結(jié)構(gòu)上往往就是界面附近處的摻雜濃度分布非常陡峭的p-i-n結(jié)(通??刹捎猛庋蛹夹g(shù)來形成)。因?yàn)殡A躍恢復(fù)二極管具有這種較為特殊的、與變?nèi)荻O管相似的雜質(zhì)濃度分布,所以該二極管也可以看成是一種特殊的變?nèi)荻O管。

  階躍恢復(fù)二極管制作所采用的Si,往往是少數(shù)載流子壽命較長的材料(0.5~5μs),用以獲得較多的存儲(chǔ)電荷;而在制作快恢復(fù)二極管時(shí),為了減短存儲(chǔ)時(shí)間,所采用的Si材料的少數(shù)載流子壽命都是很短的(比階躍恢復(fù)二極管的約短1000倍)。

  階躍恢復(fù)二極管的直流伏安特性與一般p-n結(jié)的相同;一般,其正向壓降較低,反向擊穿電壓較高(采用p-i-n結(jié)構(gòu)之故)。但它在瞬態(tài)響應(yīng)上非常特殊,由于其下降時(shí)間≈0,關(guān)斷時(shí)電流的變化很急速(電流波形陡峭),因此它是一種具有高度非線性特性的電抗元件,所以在電路應(yīng)用中能夠產(chǎn)生出豐富的諧波分量。從而,階躍恢復(fù)二極管可用于倍頻器、高速脈沖整形與發(fā)生器以及高頻諧波發(fā)生器等。在用作倍頻器時(shí),在高達(dá)20次倍頻中仍然能夠保持較高的效率,故它是一種優(yōu)良的微波倍頻元件。

  當(dāng)然,如果能夠做到不僅存儲(chǔ)時(shí)間很短,而且下降時(shí)間也像階躍恢復(fù)二極管那樣近似為0,則這種二極管就必然是極其優(yōu)良的超高速開關(guān)二極管。

  如果你們還有問題請咨詢029-85251919。國創(chuàng)是專業(yè)從事電子裝備、射頻微波器件、半導(dǎo)體元器件、電源產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)。公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航天、航空、兵器、雷達(dá)、通信電臺(tái)、船舶、電子裝備等領(lǐng)域,多年來為國家重點(diǎn)工程型號(hào)項(xiàng)目做出了重要貢獻(xiàn),多次受到有關(guān)部門和用戶的嘉獎(jiǎng)。
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