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階躍恢復二極�
閱讀�3493時間�2018-09-18 09:26:37

    階躍恢復二極�(Step-Recovary Diode):它與快恢復二極管有所不同,其主要特點是關斷時的下降時間tf幾乎�0(為ps�(shù)量級),但是,其存儲時間ts卻比較長。而快恢復二極管這種高�開關管的存儲時間和下降時間都很短,所以其總的反向恢復時間很短。不�,在實現(xiàn)很短的反向恢復時間中所采取的措施,主要是著眼于減短存儲時間,而下降時間還往往對開關性能有著一定的影響(即關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復二極管,從導通切換到關閉時的反向恢復時間trr�,因此,其特長是急速地變成關閉的轉移時間顯著地�。如果對階躍二極管施加正弦波,那么,因tt(轉移時間)�,所以輸出波形急驟地被夾斷,故能產生很多高頻諧波。它也是一種具有PN結的二極�。其結構上的特點是:在PN結邊界處具有陡峭的雜質分布區(qū),從而形成“自助電場�。由于PN結在正向偏壓�,以少�(shù)載流子導�,并在PN結附近具有電荷存貯效�,使其反向電流需要經歷一個“存貯時間”后才能降至最小值(反向飽和電流值)�
   階躍恢復二極管是一種特殊的變容管,也稱作電荷儲存二極管,簡稱階躍管,它具有高度非線性的電抗,應用于倍頻器時代獨有的特點,利用其反向恢復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,它是微波領域中�(yōu)良的倍頻元件�

特�

   階躍恢復二極管的特性: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導電性能。正因為這種很好的正向導電性,所以它在正向電壓時將會存儲大量的少�(shù)載流子電�,同時關斷的存儲時間也較�。由于階躍恢復二極管在正向工作時將存儲有大量的少�(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)階躍恢復二極管在關斷過程中的下降時間tf�0?基本的考慮應該是:當存儲時間ts結束�,在p-n結勢壘區(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)中設置由勢壘區(qū)指向擴散區(qū)的內建電場來達到。因為這種方向的內建電場雖然對于少�(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結關斷時具有拉住少數(shù)載流�、不讓它們流入勢壘區(qū)的作用;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。階躍恢復二極管中的內建電場可通過不均勻的摻雜技術來引入。實際上,該二極管在結構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(通常可采用外延技術來形成�。因為階躍恢復二極管具有這種較為特殊的、與變容二極管相似的雜質濃度分布,所以該二極管也可以看成是一種特殊的變容二極��
   如何制作階躍恢復二極�?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荷;而在制作快恢復二極管�,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(比階躍恢復二極管的約短1000倍)�
   階躍恢復二極管的直流伏安特性與一般p-n結的相同;一般,其正向壓降較�,反向擊穿電壓較高(采用p-i-n結構之故�。但它在瞬態(tài)響應上非常特�,由于其下降時間�0,關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,所以在電路應用中能夠產生出豐富的諧波分�。從而,階躍恢復二極管可用于倍頻�、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�
   當然,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)良的超高速開關二極管�

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