二極管產(chǎn)生反向恢復(fù)過(guò)程的原因

由于二極管外加正向電壓時(shí)，載流子不斷擴(kuò)散而存儲(chǔ)了大量的電荷，因此導(dǎo)致了反向恢復(fù)存在一個(gè)過(guò)程。

當(dāng)外加正向電壓時(shí)，Ｐ區(qū)的空穴向Ｎ區(qū)擴(kuò)散，Ｎ區(qū)的電子向Ｐ區(qū)擴(kuò)散。這樣，不僅使勢(shì)壘區(qū)（耗盡區(qū)）變窄，而且載流子有相當(dāng)數(shù)量的剩余存儲(chǔ)，在Ｐ區(qū)內(nèi)存儲(chǔ)了電子，而在Ｎ區(qū)內(nèi)存儲(chǔ)了空穴，它們都是非平衡少數(shù)載流子，如下圖4所示。

空穴由Ｐ區(qū)擴(kuò)散到Ｎ區(qū)后，并不是立即與Ｎ區(qū)中的電子復(fù)合而消失，而是在一定的擴(kuò)散長(zhǎng)度內(nèi)，一邊繼續(xù)擴(kuò)散，一邊與電子復(fù)合消失。

這樣就會(huì)在擴(kuò)散長(zhǎng)度的范圍內(nèi)存儲(chǔ)一定數(shù)量的空穴，并形成一定空穴濃度分布，靠近結(jié)邊緣的濃度最大，離結(jié)越遠(yuǎn)，濃度越小 。

正向電流越大，存儲(chǔ)的空穴數(shù)目越多，濃度分布的梯度也越大。

電子擴(kuò)散到Ｐ區(qū)的情況也類似，下圖為二極管中存儲(chǔ)電荷的分布示意圖。

我們把正向?qū)〞r(shí)，非平衡少數(shù)載流子積累的現(xiàn)象叫做電荷存儲(chǔ)效應(yīng)。

當(dāng)輸入電壓突然由+VF 變?yōu)?VR 時(shí)，Ｐ區(qū)存儲(chǔ)的電子和Ｎ區(qū)存儲(chǔ)的空穴不會(huì)馬上消失，而是通過(guò)以下兩個(gè)途徑逐漸減少：

① 在反向電場(chǎng)作用下，Ｐ區(qū)電子被拉回Ｎ區(qū)，Ｎ區(qū)空穴被拉回Ｐ區(qū)，形成反向漂移電流IR，如圖 6所示；

② 與載流子復(fù)合，在這些存儲(chǔ)電荷消失之前，ＰＮ結(jié)仍處于正向偏置，即勢(shì)壘區(qū)仍然很窄，ＰＮ結(jié)的電阻仍很小，與RL相比可以忽略。

所以此時(shí)反向電流IR ≈ VR / RL（VR 》》 VD ）。

在這段期間，IR 基本上保持不變，主要由VR 和RL 所決定。

在經(jīng)過(guò)時(shí)間ts 后，Ｐ區(qū)和Ｎ區(qū)所存儲(chǔ)的電荷已顯著減小，勢(shì)壘區(qū)逐漸變寬，反向電流IR 逐漸減小到正常反向飽和電流的數(shù)值，經(jīng)過(guò)時(shí)間tt，二極管轉(zhuǎn)為截止。

所以，二極管在開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換過(guò)程中出現(xiàn)的反向恢復(fù)過(guò)程，實(shí)質(zhì)上由于電荷存儲(chǔ)效應(yīng)引起的，反向恢復(fù)時(shí)間就是存儲(chǔ)電荷消失所需要的時(shí)間。