¿Cuál es el tiempo de recuperación inversa en un diodo?

Si un diodo está conduciendo en una condición de avance e inmediatamente se cambió a una condición de retroceso, el diodo conducirá en una condición de retroceso por un corto tiempo mientras la tensión de avance se descarga. La corriente a través del diodo será bastante grande en dirección inversa durante este pequeño tiempo de recuperación.

Una vez que los transportadores se han lavado y el diodo está actuando como un dispositivo de bloqueo normal en la condición invertida, el flujo de corriente debería caer a niveles de fuga.

Esto es solo una descripción genérica del tiempo de recuperación inversa. Puede afectar bastantes cosas, según el contexto, como se menciona en los comentarios.

Es necesario establecer una carga espacial dentro de una unión P-N antes de que la corriente directa pueda fluir. (Si la primera oración te hace preguntar por qué, esa es realmente una pregunta aparte, tal vez esto puede ayudar. Solo mire la dinámica de establecer y neutralizar esa carga espacial.)

Desde cero, esta carga espacial se puede establecer bastante rápidamente, ya que una tensión de polarización directa aplicada externamente puede enrutar electrones externamente. Los electrones se difunden desde el material de tipo n hacia el borde del material de tipo p, los agujeros en el material de tipo p se difunden hacia el borde del material de tipo n, y en las interfaces metálicas, se inyectan nuevos electrones en el n- El extremo tipo y los orificios se generan en el extremo tipo p para producir electrones libres que pueden fluir en el circuito externo. Todos estos flujos son flujos de mayoría de transportistas en sus respectivos materiales, por lo que la difusión se realiza rápidamente gracias a gradientes de concentración mucho más grandes. Una carga espacial se desarrolla rápidamente porque la mayoría de los portadores fluyen para encender el diodo: los electrones en el material de tipo n y los orificios en el material de tipo p.

Sin embargo, si la tensión externa se invierte para convertirse en una polarización inversa, la carga espacial se atrae a sí misma para recombinarse. Pero esta recombinación solo ocurre a través de la difusión de los minoritarios . Esta difusión de portadores minoritarios tiene gradientes de concentración mucho más pequeños y, por lo tanto, difunde los órdenes de magnitud más lentamente. Un circuito externo que proporcione polarización inversa puede ayudar a acelerar esta recombinación, ya que puede permitir una neutralización más rápida de los agujeros en exceso que migraron de nuevo al material de tipo p, y la eliminación del exceso de electrones que migraron de nuevo al material de tipo n. Se supone que esta recombinación de agujero-electrón o neutralización de carga ocurre esencialmente instantáneamente en las interfaces semiconductor-metal, por lo que si la corriente externa puede suministrar y eliminar electrones bajo polarización inversa, lo hará mucho más rápido que la recombinación "normal" de agujero-electrón. Tasa en el grueso del semiconductor. Es por eso que puede haber enormes corrientes inversas durante el tiempo de recuperación inversa.

Preparé una pequeña simulación de del tiempo de recuperación inversa en un diodo 1N4007 frente a 1N4148 :

¡Lademostraciónmuestralosdiodosqueseestáncambiandobajounaondacuadrada,ymuestraqueel1N4007tardaalgunosmicrosegundosenapagarsecompletamente!

(ConsultetambiénunPDFtitulado" Tiempo de recombinación en diodos semiconductores ".)

Si el diodo está polarizado hacia adelante y desea desactivarlo, se tarda un poco en extinguir los portadores libres que fluyen a través de la unión (los electrones tienen que regresar a la región n y los agujeros deben regresar a la región p, luego pueden recombinarse en el ánodo y el cátodo, respectivamente). Este tiempo se denomina "tiempo de recuperación inverso" y la corriente total que fluye a través del diodo es negativa, porque los portadores fluyen en direcciones opuestas con respecto al sesgo hacia adelante. La carga que fluye durante el tiempo de recuperación inversa se denomina "carga de recuperación inversa" y el diodo tiene que apagarla ("recuperación" de la condición de polarización inversa a neutral) antes de poder encenderla. Al final, el fenómeno de recuperación inversa depende del dopaje y la geometría del silicio y es un efecto parásito en los diodos, porque se pierde la energía involucrada en el proceso. texto fuerte

El tiempo que tarda un diodo en cambiar su condición que va de polarización directa (condición ON) a condición OFF se denomina "Tiempo de recuperación inverso". Cuando un diodo está sesgado hacia adelante y lo desactivas, demora un poco en apagarse completamente; en este tiempo, primero un diodo alcanzará una condición de polarización inversa y luego alcanzará lentamente la condición de APAGADO en lugar de alcanzar directamente una condición de DESACTIVADO. Durante este tiempo, los electrones regresan a la región n y los protones regresan a la región p para alcanzar la condición de APAGADO y la corriente total que fluye a través del diodo es negativa, porque los portadores fluyen en direcciones opuestas con respecto a la polarización directa. La carga que fluye durante el tiempo de recuperación inversa se llama "carga de recuperación inversa".

Al pasar del estado de conducción al estado de bloqueo, un diodo o rectificador tiene una carga almacenada que primero debe descargarse antes de que el diodo bloquee la corriente inversa. Esta descarga lleva un tiempo finito conocido como Tiempo de recuperación inverso, o trr. Durante este tiempo, la corriente del diodo puede fluir en la dirección inversa.

Cuando apague cualquier diodo, la corriente inversa fluirá a través del diodo durante un tiempo determinado debido a las cargas almacenadas en la capa de agotamiento. por lo tanto, el tiempo "cuando la corriente inversa comienza a fluir a través del diodo y alcanza su valor máximo y nuevamente decae y llega al 25% de su valor máximo", este tiempo se conoce como tiempo de recuperación inversa del diodo.

cuando el diodo está conduciendo en la condición de polarización directa repentinamente si el diodo está polarizado inversamente, y los electrones que están a punto de conectarse con el terminal + ve cuando está polarizado directamente ahora (polarizado inversamente) no pueden conectarse a -ve Terminal y tiene que volver a la región p y establecerse como transportista minoritario. El tiempo necesario para esto se llama tiempo de recuperación.

cuando la corriente del diodo directo desciende a cero, el diodo continúa conduciendo en la dirección inversa debido a la presencia de cargas almacenadas en las dos capas. "la corriente inversa fluye durante un tiempo que se conoce como tiempo de recuperación inversa".

La carga que fluye durante el tiempo de recuperación inversa se denomina "carga de recuperación inversa". Cuando se pasa del estado de conducción al estado de bloqueo, un diodo o rectificador tiene una carga almacenada que primero debe descargarse antes de que el diodo bloquee la corriente inversa.