Laboratorium Elektroniki cz I 1

178

Po skokowej zmianie napięcia polaryzującego diodę w kierunku zaporowym wsteczny złącza nie osiągnie swojej małej ustalonej wartości, dopóki rozkład nośni ków mniejszościowych nie zmieni się na pokazany na rys. 9.1 b.

Rys. 9.1. Przybliżony mechanizm przełączania diody półprzewodnikowej. Rozkład nośników mniejszościowych w obszarze przyzłączowym: a) w stanie przewodzenia (wąska warstwa zaporowa) b) w stanie zaporowym (poszerzona warstwa zaporowa)

Zachodzące zjawiska omówimy dokładniej na podstawie przebiegów czasowych z rys. 9.2. W zakresie czasowym (1) dioda jest spolaryzowana w kierunku przewodzenia. W chwili t = 0 pod wpływem skokowej zmiany napięcia prąd zmienia kierunek i osiąga wartość zależną od napięcia wstecznego U_R i rezystancji obciążenia R. Stan taki utrzymuje się przez czas t_s zwany czasem magazynowania do chwili usunięcia z obszaru złącza nadmiarowych nośników mniejszościowych, tzn. do chwili gdy p_n = Pno. Zakładamy bowiem, że obszar typu n jest słabiej domieszkowany (Pno » npo), czyli można założyć, że ładunek mniejszościowych dziur decyduje o omawianych procesach. Obszarowi (3) na rys. 9.2 odpowiada dalsze zmniejszanie się koncentracji nośników mniejszościowych do stanu pokazanego na rys. 9.1c, wy wołane ich przechodzeniem na przeciwną stronę złącza. Prąd zmniejsza się teraz asymptotycznie do wartości prądu nasycenia złącza l_s przy polaryzacji wstecznej Przyjmuje się jako parametr diody impulsowej tzw. czas U, czyli czas ustalenia si?

powered by

Mi siol

charakterystyki wstecznej, definiowany jako czas, po którym prąo^malejćnJć^^T swojej pierwotnej wartości Ir.

Rys 9.2 Badanie procesów zachodzących przy przełączaniu diody półprzewodnikowej: a) układ pomiarowy, b) przebieg napięcia sterującego, c) koncentracja nadmiarowych nośników mmej-szościowych (dziur w słabiej domieszkowanym obszarze n złącza) podczas procesu wyłączania diody, d) przebieg czasowy prądu diody przy jej wyłączaniu, e) przebieg czasowy napięcia na diodzie przy jej wyłączaniu

Diody impulsowe ogólnie dzieli się na dwie grupy:

~ diody o małym czasie przełączania t*. dla których wymagana jest jak największa częstotliwość przełączania. Są to diody ostrzowe germanowe i krzemowe (często ze złotą igłą zamiast wolframowej), krzemowe diody epiplanarne ze złączem p-n domieszkowanym złotem oraz diody Schottky’ego. Dla tych diod oprócz czasu t,_r w katalogach można znaleźć ładunek Q_n odpowiadający polu pod krzywą prądu zakreskowanemu na rys. 9.2;