21428 Laboratorium Elektroniki cz I 1

178

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

Rys. 9.1. Przybliżony mechanizm przełączania diody półprzewodnikowej. Rozkład nośników mniejszościowych w obszarze przy złączowym: 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 Ur i rezystancji obciążenia Rl. 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 » n_po), 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, wywołane 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 trr, czyli czas ustalenia się

Ipowered by ■    - -i

Ml SlOl

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 mniejszościowych (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 tm 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_fr w katalogach można znaleźć ładunek Qrr odpowiadający polu pod krzywą prądu zakreskowanemu na rys. 9.2;