Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
21-40 ТЭ.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
9.53 Mб
Скачать

36. Импульсные диоды. Переходные процессы при работе от генератора.

Импульсные диоды должны иметь быструю реакцию на импульсы напряжения или тока, то есть обладать малым временем перехода из закрытого в открытое состояние и наоборот. Время определяется временем перезаряда и временем накопления – рассасывания неравновесных носителей в областях, прилегающих к p-n переходу. Для быстроменяющихся сигналов эквивалентная схема диодов имеет вид: - сопротивление идеального безынерционного перехода, - сопротивление объемов p и n областей и подводящих контактов.

Рис. Схема замещения импульсного диода Рис. Схема переключения диода

- ограничивающий ток резистор, - нагрузка, - внутренние сопротивление генератора.

Характер переходных процессов зависит как от уровня переключающего сигнала, так и от внешней цепи диода. При малых сигналах прямой ток не создает в p - и n - областях заметной концентрации неравновесных носителей. В этом случае инерционность определяется только . При больших сигналах перезаряжается большим током и время перезаряда мало. Но при этом проявляются процессы накопления и рассасывания неравновесных носителей в областях, прилегающих к p-n переходу.

Переходные процессы в режиме большого сигнала в схеме с генератором тока

Если , , то ток через диод не зависит от напряжения на нем, то есть оказывается жестко заданным внешней цепью. Внешняя цепь работает как источник тока.

Рис. Переходной процесс переключения диода в схеме с генератором тока (режим большого сигнала)

В первый момент поступления импульса тока на диоде возникает падение напряжения, обусловленное . Дальнейшее изменение напряжения связано с накоплением неравновесных носителей в p-n областях. Процесс можно проследить по изменению концентрации носителей в одной из областей. Например, в n, в p-области будет та же картина, а распределение неравновесных основных носителей повторяет распределение неравновесных неосновных носителей.

Рис. Распределение концентрации неравновесных носителей при включении диода в прямом направлении

В момент в область n – инжектирована первая партия неравновесных дырок: , а затем с ростом t, концентрация будет увеличиваться до тех пор, пока увеличивающаяся рекомбинация неравновесных носителей не сравняется с темпом инжекции. Накопление неравновесных носителей заканчивается в момент , так как движение неравновесных неосновных носителей в n – области чисто диффузионное, то накопление идет с постоянным градиентом концентрации около границ перехода. По мере накопления неравновесных носителей объемное сопротивление уменьшается, что сопровождается уменьшением напряжения на диоде . С другой стороны возрастает граничная концентрация неравновесных неосновных носителей, и так как концентрация , то это сопровождается увеличением . Поэтому напряжение на диоде в общем случае может, как увеличиваться, так и уменьшаться (зависит от конструкции диода).

Длительность переходного процесса называют временем установления прямого сопротивления диода - . После , в промежутке процессы в диоде установились и . В момент выключения тока напряжение на диоде скачком уменьшается на величину , причем , то есть скачок напряжения меньше, чем в момент .

Рис. Распределение концентрации неравновесных носителей при выключении диода. Так как - прекратится практически мгновенно, то заряд неравновесных носителей в момент остается неизменным. Этот заряд, а точнее граничная концентрация неравновесных носителей и сохраняет почти постоянное напряжение на p-n переходе: . Затем неравновесный заряд исчезает (в общем случае рассасывается) за счет рекомбинации. Вместе с ним исчезает и . Так как при этом , то на графике распределения неравновесных носителей, градиент концентрации этих носителей на границе p-n перехода также равен нулю.

- время восстановления обратного сопротивления диода. Обычно, и определяется величиной тока и временем жизни носителей .

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]