因?yàn)榘雽?dǎo)體二極管具有單向?qū)щ娦?,所以它相?dāng)于一個(gè)受外加電壓極性控制的開關(guān)。
(a) 開關(guān)電路 (b)輸入高電平時(shí)的等效電路 (c)輸入低電平時(shí)的等效電路
圖1 二極管靜態(tài)開關(guān)電路及其等效電路
二極管動(dòng)態(tài)開關(guān)特性。在高速開關(guān)電路中,需要了解二極管導(dǎo)通與截止間的快速轉(zhuǎn)換過程。
(a) 電路圖 (b) 輸入脈沖電壓波形 (c) 實(shí)際電路波形
圖2 二極管的動(dòng)態(tài)開關(guān)特性
當(dāng)輸入電壓ui 由正值u f 躍變?yōu)樨?fù)值u r 的瞬間,vd 并不能立刻截止,而是在外加反向電壓 ur作用下,產(chǎn)生了很大的反向電流ir ,這時(shí) id=i r≈- u r/r,經(jīng)一段時(shí)間 t rr后,二極管 vd 才進(jìn)人截止?fàn)顟B(tài),如圖2.(c) 所示。通常將t r r 稱作反向恢復(fù)時(shí)間。
產(chǎn)生 t rr的主要原因是由于二極管在正向?qū)〞r(shí),p區(qū)的多數(shù)載流子空穴大量流入 n區(qū),n區(qū)的多數(shù)載流子電子大量流入 p區(qū),在p區(qū)和 n區(qū)中分別存儲(chǔ)了大量的電子和空穴,統(tǒng)稱為存儲(chǔ)電荷。當(dāng) ui 由uf 躍變?yōu)樨?fù)值 ur時(shí),上述存儲(chǔ)電荷不會(huì)立刻消失,在反向電壓的作用下形成了較大的反向電流 ir,隨著存儲(chǔ)電荷的不斷消散,反向電流也隨之減少,最終二極管轉(zhuǎn)為截止。當(dāng)二極管由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通時(shí),在p區(qū)和 n區(qū)中積累電荷所需的時(shí)間遠(yuǎn)比 t r r 小得多,故可以忽略。