Qual é o tempo de recuperação reversa em um diodo?

Qual é o tempo de recuperação reversa em um diodo?

Se um diodo estiver conduzindo em uma condição de avanço e imediatamente mudado para uma condição reversa, o diodo será conduzido em uma condição reversa por um curto período de tempo, à medida que a tensão direta diminui. A corrente através do diodo será bastante grande na direção inversa durante esse pequeno tempo de recuperação.

Depois que os transportadores são lavados e o diodo age como um dispositivo de bloqueio normal na condição reversa, o fluxo de corrente deve cair para os níveis de vazamento.

Este é apenas um tempo de recuperação reversa de descrição genérica. Pode afetar algumas coisas, dependendo do contexto, conforme mencionado nos comentários.

Uma carga espacial dentro de uma junção PN precisa ser estabelecida antes que a corrente direta possa fluir. (Se a primeira frase faz você perguntar por que, essa é realmente uma pergunta separada - talvez isso possa ajudar. Vamos examinar a dinâmica de estabelecer e neutralizar essa carga espacial.)

Do zero, essa carga espacial pode ser estabelecida rapidamente, porque uma tensão de polarização direta aplicada externamente pode direcionar elétrons externamente. Os elétrons se difundem do material do tipo n para a borda do material do tipo p, os orifícios no material do tipo p se difundem na borda do material do tipo n e, nas interfaces metálicas, novos elétrons são injetados no n A extremidade do tipo e os orifícios são gerados na extremidade do tipo p para produzir elétrons livres que podem fluir no circuito externo. Todos esses fluxos são de maioria portadores em seus respectivos materiais, de modo que a difusão acontece rapidamente, impulsionada por gradientes de concentração muito maiores. Uma carga espacial se desenvolve rapidamente porque a maioria dos portadores está fluindo para ativar o diodo - elétrons no material do tipo n e orifícios no material do tipo p.

No entanto, se a tensão externa for revertida para ser um viés reverso, a carga espacial é atraída para si mesma para recombinar. Mas essa recombinação acontece apenas através da difusão de minoriastransportadoras. Essa difusão minoritária de portadores tem gradientes de concentração muito menores e, portanto, difunde ordens de magnitude mais lentamente. Um circuito externo que fornece polarização reversa pode ajudar a acelerar essa recombinação, pois pode permitir uma neutralização mais rápida dos orifícios em excesso que migraram de volta para o material do tipo p e a remoção do excesso de elétrons que migraram de volta para o material do tipo n. Presume-se que esta recombinação buraco-elétron ou neutralização de carga ocorra essencialmente instantaneamente nas interfaces semicondutor-metal, portanto, se a corrente externa puder fornecer e remover elétrons sob polarização reversa, ela será muito mais rápida que a recombinação "buraco-elétron" normal taxa na maior parte do semicondutor. É por isso que pode haver grandes correntes reversas durante o tempo de recuperação reversa.

Eu montei uma pequena simulação do tempo de recuperação reversa em um diodo 1N4007 vs um 1N4148 :

A demonstração mostra os diodos sendo trocados sob uma onda quadrada e mostra que o 1N4007 leva alguns microssegundos para desligar completamente!

(Veja também um PDF intitulado "Tempo de recombinação em diodos semicondutores" .)

Se o diodo é polarizado para a frente e você deseja desativá-lo, leva um tempo para extinguir portadores livres que fluem através da junção (os elétrons precisam voltar à região n e os orifícios precisam voltar à região p, então eles podem recombinar no ânodo e no cátodo, respectivamente). Esse tempo é chamado de "tempo de recuperação reversa" e a corrente total que flui através do diodo é negativa, porque as transportadoras fluem em direções opostas em relação à polarização direta. A carga que flui durante o tempo de recuperação reversa é chamada de "carga de recuperação reversa" e o diodo precisa apagá-la ("recuperação" da condição de polarização reversa para neutra) antes que você possa ligá-lo. No final, o fenômeno de recuperação reversa depende da dopagem e da geometria do silício e é um efeito parasitário nos diodos, porque a energia envolvida no processo é perdida.

O tempo gasto por um diodo para mudar sua condição de polarização direta (condição ON) para a condição OFF é chamado de "Tempo de recuperação reversa". Quando um diodo é polarizado para a frente e você o DESLIGA, leva um tempo para desligar completamente; nesse período, primeiro um diodo alcançará uma condição de polarização reversa e, em seguida, alcançará lentamente a condição OFF, em vez de atingir diretamente uma condição OFF. Durante esse período, os elétrons retornam à região n e os prótons voltam à região p para atingir a condição OFF e a corrente total que flui através do diodo é negativa, porque os portadores fluem em direções opostas em relação à polarização direta. A carga que flui durante o tempo de recuperação reversa é chamada de "carga de recuperação reversa".

Ao passar do estado condutor para o estado de bloqueio, um diodo ou retificador armazenou a carga que deve primeiro ser descarregada antes que o diodo bloqueie a corrente reversa. Essa descarga leva um tempo finito conhecido como Tempo de recuperação reversa, ou trr. Durante esse período, a corrente do diodo pode fluir na direção reversa.

Quando você desativa qualquer diodo, uma corrente reversa flui através do diodo por um tempo específico, devido às cargas armazenadas na camada de depleção. portanto, o tempo "quando a corrente reversa começa a fluir através do diodo e atinge seu valor de pico e decai novamente e atinge 25% de seu valor de pico" desta vez é conhecido como tempo de recuperação reversa do diodo.

A carga que flui durante o tempo de recuperação reversa é chamada de "carga de recuperação reversa". Ao passar do estado condutor para o estado de bloqueio, um diodo ou retificador armazenou a carga que deve primeiro ser descarregada antes que o diodo bloqueie a corrente reversa.

quando o diodo está conduzindo na condição de polarização direta repentinamente se o diodo é polarizado reversamente, e os elétrons que estão prestes a se conectar com o terminal + ve quando ele é polarizado agora (polarização reversa) agora não podem se conectar ao terminal -ve e para voltar à região p e se estabelecer como operadora minoritária. O tempo gasto para isso é chamado de tempo de recuperação.

quando a corrente do diodo direto diminui para zero, o diodo continua a conduzir na direção reversa devido à presença de cargas armazenadas nas duas camadas. "a corrente reversa flui por um tempo que é conhecido como tempo de recuperação reversa".