階躍恢復(fù)二極管,階躍恢復(fù)二極管是什么意思

階躍恢復(fù)二極管,階躍恢復(fù)二極管是什么意思

階躍恢復(fù)二極管（Step-Recovary Diode）：
　　它與快恢復(fù)二極管有所不同，其主要特點(diǎn)是關(guān)斷時(shí)的下降時(shí)間tf幾乎為0（為ps數(shù)量級），但是，其存儲時(shí)間ts卻比較長。而快恢復(fù)二極管這種高速開關(guān)管的存儲時(shí)間和下降時(shí)間都很短，所以其總的反向恢復(fù)時(shí)間很短。不過，在實(shí)現(xiàn)很短的反向恢復(fù)時(shí)間中所采取的措施，主要是著眼于減短存儲時(shí)間，而下降時(shí)間還往往對開關(guān)性能有著一定的影響（即關(guān)斷時(shí)的反向電流波形有一定的拖尾）。
　　階躍恢復(fù)二極管的特性：在存儲電荷消失之后（t=ts時(shí)）反向電流突然降為0，即消除了關(guān)斷時(shí)的反向電流拖尾。這種二極管不僅具有極短的下降時(shí)間，而且也具有很好的正向?qū)щ娦阅堋Ｕ驗(yàn)檫@種很好的正向?qū)щ娦?，所以它在正向電壓時(shí)將會存儲大量的少數(shù)載流子電荷，同時(shí)關(guān)斷的存儲時(shí)間也較長。由于階躍恢復(fù)二極管在正向工作時(shí)將存儲有大量的少數(shù)載流子電荷，所以它是一種很好的所謂電荷存儲二極管。

　　如何實(shí)現(xiàn)階躍恢復(fù)二極管在關(guān)斷過程中的下降時(shí)間tf≈0？基本的考慮應(yīng)該是：當(dāng)存儲時(shí)間ts結(jié)束后，在p-n結(jié)勢壘區(qū)邊緣處的少數(shù)載流子濃度梯度需要變?yōu)?。這可采用在擴(kuò)散區(qū)中設(shè)置由勢壘區(qū)指向擴(kuò)散區(qū)的內(nèi)建電場來達(dá)到。因?yàn)檫@種方向的內(nèi)建電場雖然對于少數(shù)載流子的正向擴(kuò)散具有加速作用，但是對于反向的擴(kuò)散卻具有阻擋作用，即在p-n結(jié)關(guān)斷時(shí)具有拉住少數(shù)載流子、不讓它們流入勢壘區(qū)的作用；這樣一來，在全部存儲的少數(shù)載流子消失之前，在勢壘區(qū)邊緣處的少數(shù)載流子濃度不可能變?yōu)?，于是就必能得到dp/dx=0，即反向擴(kuò)散電流很快下降到0，所以下降時(shí)間tf≈0。階躍恢復(fù)二極管中的內(nèi)建電場可通過不均勻的摻雜技術(shù)來引入。實(shí)際上，該二極管在結(jié)構(gòu)上往往就是界面附近處的摻雜濃度分布非常陡峭的p-i-n結(jié)（通?？刹捎猛庋蛹夹g(shù)來形成）。因?yàn)殡A躍恢復(fù)二極管具有這種較為特殊的、與變?nèi)荻O管相似的雜質(zhì)濃度分布，所以該二極管也可以看成是一種特殊的變?nèi)荻O管。
　　如何制作階躍恢復(fù)二極管？所采用的Si，往往是少數(shù)載流子壽命較長的材料（0.5～5μs），用以獲得較多的存儲電荷；而在制作快恢復(fù)二極管時(shí)，為了減短存儲時(shí)間，所采用的Si材料的少數(shù)載流子壽命都是很短的（比階躍恢復(fù)二極管的約短1000倍）。
　　階躍恢復(fù)二極管的直流伏安特性與一般p-n結(jié)的相同；一般，其正向壓降較低，反向擊穿電壓較高（采用p-i-n結(jié)構(gòu)之故）。但它在瞬態(tài)響應(yīng)上非常特殊，由于其下降時(shí)間≈0，關(guān)斷時(shí)電流的變化很急速（電流波形陡峭），因此它是一種具有高度非線性特性的電抗元件，所以在電路應(yīng)用中能夠產(chǎn)生出豐富的諧波分量。從而，階躍恢復(fù)二極管可用于倍頻器、高速脈沖整形與發(fā)生器以及高頻諧波發(fā)生器等。在用作倍頻器時(shí)，在高達(dá)20次倍頻中仍然能夠保持較高的效率，故它是一種優(yōu)良的微波倍頻元件。
　　當(dāng)然，如果能夠做到不僅存儲時(shí)間很短，而且下降時(shí)間也像階躍恢復(fù)二極管那樣近似為0，則這種二極管就必然是極其優(yōu)良的超高速開關(guān)二極管。