因為半導體二極管具有單向導電性,所以它相當于一個受外加電壓極性控制的開關。
(a) 開關電路 (b)輸入高電平時的等效電路 (c)輸入低電平時的等效電路
圖1 二極管靜態(tài)開關電路及其等效電路
二極管動態(tài)開關特性。在高速開關電路中,需要了解二極管導通與截止間的快速轉換過程。
(a) 電路圖 (b) 輸入脈沖電壓波形 (c) 實際電路波形
圖2 二極管的動態(tài)開關特性
當輸入電壓ui 由正值u f 躍變?yōu)樨撝祏 r 的瞬間,vd 并不能立刻截止,而是在外加反向電壓 ur作用下,產(chǎn)生了很大的反向電流ir ,這時 id=i r≈- u r/r,經(jīng)一段時間 t rr后,二極管 vd 才進人截止狀態(tài),如圖2.(c) 所示。通常將t r r 稱作反向恢復時間。
產(chǎn)生 t rr的主要原因是由于二極管在正向導通時,p區(qū)的多數(shù)載流子空穴大量流入 n區(qū),n區(qū)的多數(shù)載流子電子大量流入 p區(qū),在p區(qū)和 n區(qū)中分別存儲了大量的電子和空穴,統(tǒng)稱為存儲電荷。當 ui 由uf 躍變?yōu)樨撝?ur時,上述存儲電荷不會立刻消失,在反向電壓的作用下形成了較大的反向電流 ir,隨著存儲電荷的不斷消散,反向電流也隨之減少,最終二極管轉為截止。當二極管由截止轉為導通時,在p區(qū)和 n區(qū)中積累電荷所需的時間遠比 t r r 小得多,故可以忽略。