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階躍恢復(fù)二極�
閱讀�3489時間�2018-09-18 09:26:37

    階躍恢復(fù)二極�(Step-Recovary Diode):它與快恢�(fù)二極�有所不同,其主要特點是關(guān)斷時的下降時間tf幾乎�0(為ps�(shù)量級),但是,其存儲時間ts卻比較長。而快恢復(fù)二極管這種高�開關(guān)管的存儲時間和下降時間都很短,所以其總的反向恢復(fù)時間很短。不�,在實現(xiàn)很短的反向恢�(fù)時間中所采取的措�,主要是著眼于減短存儲時�,而下降時間還往往對開�(guān)性能有著一定的影響(即�(guān)斷時的反向電流波形有一定的拖尾��

目錄

定義

   階躍二極管又被稱為階躍恢�(fù)二極�,從導(dǎo)通切換到�(guān)閉時的反向恢�(fù)時間trr�,因此,其特長是急速地變成�(guān)閉的�(zhuǎn)移時間顯著地�。如果對階躍二極管施加正弦波,那么,因tt(轉(zhuǎn)移時間)�,所以輸出波形急驟地被夾斷,故能�(chǎn)生很多高頻諧�。它也是一種具有PN�(jié)的二極管。其�(jié)�(gòu)上的特點是:在PN�(jié)邊界處具有陡峭的雜質(zhì)分布區(qū),從而形成“自助電場�。由于PN�(jié)在正向偏壓下,以少�(shù)載流子導(dǎo)�,并在PN�(jié)附近具有電荷存貯效應(yīng),使其反向電流需要經(jīng)歷一個“存貯時間”后才能降至最小值(反向飽和電流值)�
   階躍恢復(fù)二極管是一種特殊的�?nèi)�?,也稱作電荷儲存二極�,簡稱階躍管,它具有高度非線性的電抗,應(yīng)用于倍頻器時代獨有的特點,利用其反向恢復(fù)電流的快速突變中所包含的豐富諧�,可獲得高效率的高次倍頻,它是微波領(lǐng)域中�(yōu)良的倍頻元件�

特�

   階躍恢復(fù)二極管的特性:在存儲電荷消失之后(t=ts時)反向電流突然降為0,即消除了關(guān)斷時的反向電流拖�。這種二極管不僅具有極短的下降時間,而且也具有很好的正向?qū)щ娦阅?。正因為這種很好的正�?qū)щ娦裕运谡螂妷簳r將會存儲大量的少�(shù)載流子電�,同時關(guān)斷的存儲時間也較�。由于階躍恢�(fù)二極管在正向工作時將存儲有大量的少數(shù)載流子電�,所以它是一種很好的所謂電荷存儲二極管�
   如何實現(xiàn)階躍恢復(fù)二極管在�(guān)斷過程中的下降時間tf�0?基本的考慮�(yīng)該是:當(dāng)存儲時間ts�(jié)束后,在p-n�(jié)勢壘區(qū)邊緣處的少數(shù)載流子濃度梯度需要變?yōu)?。這可采用在擴散區(qū)中設(shè)置由勢壘區(qū)指向擴散區(qū)的內(nèi)建電場來達到。因為這種方向的內(nèi)建電場雖然對于少�(shù)載流子的正向擴散具有加速作�,但是對于反向的擴散卻具有阻擋作用,即在p-n�(jié)�(guān)斷時具有拉住少數(shù)載流�、不讓它們流入勢壘區(qū)的作�;這樣一�,在全部存儲的少�(shù)載流子消失之�,在勢壘區(qū)邊緣處的少數(shù)載流子濃度不可能�?yōu)?,于是就必能得到dp/dx=0,即反向擴散電流很快下降�0,所以下降時間tf�0。階躍恢�(fù)二極管中的內(nèi)建電場可通過不均勻的摻雜技�(shù)來引入。實際上,該二極管在�(jié)�(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�(jié)(�??刹捎猛庋蛹夹g(shù)來形成)。因為階躍恢�(fù)二極管具有這種較為特殊�、與�?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�?nèi)荻O��
   如何制作階躍恢復(fù)二極管?所采用的Si,往往是少�(shù)載流子壽命較長的材料�0.5�5μs),用以獲得較多的存儲電�;而在制作快恢�(fù)二極管時,為了減短存儲時�,所采用的Si材料的少�(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�(jié)的相同;一�,其正向壓降較低,反向擊穿電壓較高(采用p-i-n�(jié)�(gòu)之故)。但它在瞬態(tài)響應(yīng)上非常特�,由于其下降時間�0,關(guān)斷時電流的變化很急速(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�(yīng)用中能夠�(chǎn)生出豐富的諧波分�。從�,階躍恢�(fù)二極管可用于倍頻�、高速脈沖整形與�(fā)生器以及高頻諧波�(fā)生器�。在用作倍頻器時,在高達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�
   �(dāng)�,如果能夠做到不僅存儲時間很�,而且下降時間也像階躍恢復(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�(guān)二極��

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