다이오드의 역 회복 시간은 얼마입니까?

다이오드의 역 회복 시간은 얼마입니까?

다이오드가 순방향 상태에서 전도 중이고 즉시 역방향 상태로 전환되는 경우 순방향 전압이 블리드됨에 따라 다이오드는 짧은 시간 동안 역방향 상태로 전도됩니다. 이 작은 복구 시간 동안 다이오드를 통과하는 전류는 역방향으로 상당히 커집니다.

캐리어가 플러시되고 다이오드가 역전 된 상태에서 정상적인 차단 장치로 작동하면 전류 흐름이 누설 수준으로 떨어집니다.

이것은 일반적인 설명 역 복구 시간입니다. 의견에 언급 된 바와 같이 상황에 따라 상당히 영향을 줄 수 있습니다.

순방향 전류가 흐르기 전에 PN 접합 내의 공간 전하를 설정해야합니다. (첫 번째 문장이 이유를 묻는다면 그것은 별개의 질문 입니다. 아마도 도움 이 될 것입니다. 그 공간 전하를 확립하고 중화하는 역학을 살펴 봅시다.)

외부에서 적용되는 순방향 바이어스 전압이 전자를 외부로 라우팅 할 수 있기 때문에이 공간 전하는 0에서 매우 빠르게 설정 될 수 있습니다. 전자는 n 형 재료에서 p 형 재료의 가장자리로 확산되고, p 형 재료의 구멍은 n 형 재료의 가장자리로 확산되고, 금속 계면에서 새로운 전자가 n 형 재료로 주입됩니다 p 형 엔드에서 타입 엔드 및 홀이 생성되어 외부 회로에서 유동 할 수있는 자유 전자를 생성한다. 이러한 모든 흐름은 각각의 재료에서 다수의 운반체의 흐름 이므로, 훨씬 큰 농도 구배에 의해 확산이 빠르게 진행됩니다. n 형 재료의 전자와 p 형 재료의 홀을 통해 다이오드를 켜기 위해 대부분의 캐리어가 흐르기 때문에 공간 전하가 빠르게 발생합니다.

그러나, 외부 전압이 역 바이어스가되도록 반전되면, 공간 전하가 다시 끌어 당겨 재결합된다. 그러나이 재조합은 소수 의 확산을 통해서만 일어난다캐리어. 이 소수 캐리어 확산은 훨씬 작은 농도 기울기를 가지므로 수십 배 더 느리게 확산됩니다. 역 바이어스를 제공하는 외부 회로는 p- 타입 물질로 다시 이동하는 잉여 홀의 빠른 중화 및 n- 타입 물질로 다시 이동하는 잉여 전자의 제거를 가능하게하므로이 재결합 속도를 높이는 데 도움이됩니다. 이 정공-전자 재결합 또는 전하 중화는 본질적으로 반도체-금속 계면에서 순간적으로 발생하는 것으로 가정되므로, 외부 전류가 역 바이어스 하에서 전자를 공급 및 제거 할 수 있다면 "정상"정공-전자 재결합보다 훨씬 빠르게 수행 될 것이다. 대부분의 반도체 속도. 이것이 역방향 복구 시간 동안 큰 역전 류가 발생할 수있는 이유입니다.

1N4007 다이오드와 1N4148의 역 회복 시간을 약간 시뮬레이션했습니다 .

데모는 다이오드가 구형파 아래에서 전환되고 1N4007이 완전히 꺼지는 데 몇 마이크로 초가 걸린다는 것을 보여줍니다!

( "반도체 다이오드의 재결합 시간" 이라는 제목의 PDF도 참조하십시오 .)

다이오드가 순방향으로 바이어스되어 있고 끄고 싶다면 접합부를 가로 질러 흐르는 자유 캐리어를 끄는 데 시간이 걸립니다 (전자는 n 영역으로 돌아가고 구멍은 p 영역으로 돌아 가야합니다. 그러면 다시 결합 할 수 있습니다) 양극 및 음극에서 각각). 이 시간을 "역 회복 시간"이라고하며 다이오드를 가로 질러 흐르는 총 전류는 음수입니다. 왜냐하면 반송파는 순방향 바이어스와 반대 방향으로 흐르기 때문입니다. 역 회복 시간 동안 흐르는 전하를 "역 회복 충전"이라고하며, 다이오드를 켜려면 먼저 다이오드를 역 바이어스에서 중립 상태로 "복구"해야합니다. 결국, 역 회복 현상은 실리콘 도핑 및 지오메트리에 의존하고 공정에 관련된 에너지가 손실되기 때문에 다이오드에서 기생 효과이다.

순방향 바이어스 상태 (ON 상태)에서 OFF 상태로 전환하기 위해 다이오드가 걸리는 시간을 "역 복구 시간"이라고합니다. 다이오드가 순방향으로 바이어스되고 꺼지면 완전히 꺼질 때까지 시간이 걸립니다. 이 시간에 먼저 다이오드는 역 바이어스 된 상태에 도달 한 다음, 직접 OFF 상태에 도달하기보다는 OFF 상태에 천천히 도달합니다. 이 시간 동안 전자는 n- 영역으로 돌아가고 양성자는 p- 영역으로 돌아가 OFF 상태가되고 다이오드를 가로 질러 흐르는 총 전류는 음수입니다. 캐리어가 순방향 바이어스와 반대 방향으로 흐르기 때문입니다. 역 회복 시간 동안 흐르는 전하를 "역 회복 전하"라고합니다.

전도 상태에서 차단 상태로 전환 할 때 다이오드 또는 정류기는 전하를 저장하고 다이오드는 역전 류를 차단하기 전에 먼저 방전되어야합니다. 이 방전에는 역방향 복구 시간 또는 trr이라고하는 제한된 시간이 걸립니다. 이 시간 동안 다이오드 전류가 역방향으로 흐를 수 있습니다.

다이오드를 끄면 공 핍층에 전하가 저장되어 특정 시간 동안 다이오드를 통해 역전 류가 흐릅니다. 따라서 "역전 류가 다이오드를 통해 흐르기 시작하여 피크 값에 도달 한 후 다시 감쇠하여 피크 값의 25 %에 도달 한 시점"은 다이오드의 역 회복 시간으로 알려져 있습니다.

역 회복 시간 동안 흐르는 전하를 "역 회복 전하"라고합니다. 전도 상태에서 차단 상태로 전환 할 때 다이오드 또는 정류기는 전하를 저장하고 다이오드는 역전 류를 차단하기 전에 먼저 방전되어야합니다.

다이오드가 역방향 바이어스되면 다이오드가 순방향 바이어스 상태에서 갑자기 전도되고, 현재 바이어스되어있을 때 + ve 단자에 연결하려고하는 전자는 -ve 단자에 연결할 수 없으며 p 지역으로 돌아가 소수 캐리어로 정착합니다. 이 시간을 복구 시간이라고합니다.

순방향 다이오드 전류가 0으로 감소 할 때, 다이오드는 2 개의 층에 저장된 전하의 존재로 인해 역방향으로 전도를 계속한다. "역전 류는 역 회복 시간으로 알려진 시간 동안 흐른다".