1.1.6.5. Импульсные диоды
Импульсные диоды предназначены для работы в импульсном режиме, т.е. в устройствах формирования импульсных сигналов, а также в ключевых и логических схемах. Импульсные диоды, как правило, имеют малую площадь электрического перехода. Это позволяет существенно снизить емкости перехода (не выше единиц пФ), что особенно важно для уменьшения времени переходных процессов в диоде. Однако вследствие малой площади перехода импульсные диоды характеризуются низкой допустимой мощностью рассеяния (20-30 мВт).
Основными
параметрами импульсных диодов служат
специальные величины, характеризующие
переходные процессы в приборе при
быстрых изменениях внешнего напряжения
или тока. Эти параметры иллюстрируются
рис.1.1.18., где
характеризует время установления
прямого напряжения на диоде (уменьшение
пика до
).
Величина
характеризуется средним временем
диффузии инжектированных носителей в
базе и снижением вследствие этого
сопротивления базы. Величину
называют временем установления прямого
напряжения диода. При переключении
напряжения с прямого на обратное
рассасывание избыточных носителей в
базе происходит не мгновенно. Этот
процесс характеризуется временем
восстановления обратного сопротивления
диода
.
Это
время измеряют от момента
-переключения
напряжения с прямого на обратное - до
того момента, при котором обратный ток
достигает
.
В переходном процессе восстановления
обратного сопротивления различают две
стадии: стадию высокой обратной
проводимости (интервал
)
и стадию быстрого спадания обратного
тока (интервал
).
Эти интервалы измеряются между моментами,
когда ток достигает значений
и
.
Интервал
связан с ещё одним употребительным
параметром импульсных диодов - зарядом
переключения
.
Рис. 1.1.18 Временные зависимости токов и напряжений
импульсного диода
Заряд
переключения равен полной величине
заряда, протекающего через диод за время
переходного процесса: от момента
переключения до установления значения
обратного тока.
Для
ускорения процесса восстановления
обратного сопротивления база в некоторых
импульсных диодах легируется примесями,
образующими ловушки и способствующие
рекомбинации неосновных носителей.
Емкость перехода импульсных диодов
должна быть как можно меньше; обычно
она равна десятым долям или единицам
пФ. По времени восстановления
импульсные диоды подразделяют на
миллисекундные (
),
микросекундные (
)
и наносекундные (
).
1.1.6.6. Диоды с накоплением заряда
В
некоторых случаях использования
импульсных диодов, например, в схемах
формирователей прямоугольных импульсов
с крутыми фронтами, важную роль играет
отношение
,
которое должно быть как можно меньше.
Такой переходный процесс наблюдается
у диодов, база которых легирована
неравномерно. В этих диодах, получивших
наименование диодов
с накоплением заряда
(ДHЗ), концентрация примесей в базе
монотонно увеличивается по мере удаления
от перехода. Потому и концентрация
основных подвижных носителей оказывается
неравномерной. В базе из n-полупроводника
электроны диффундируют к переходу и
обнажают вдали от перехода положительные
ионы примеси. Таким образом, в базе
формируется электрическое поле, вектор
которого направлен к переходу. Под
действием этого поля дырки, инжектированные
в базу, дрейфуют обратно к переходу,
"прижимаются" к границе запирающего
слоя, где образуется объемный
заряд
дырок повышенной плотности. При
переключении напряжения с прямого на
обратное эти дырки втягиваются полем
перехода за достаточно малое время.
Вследствие этого явления время
в таких диодах значительно меньше, чем
в диодах с однородной базой.