¿Cuál es el tiempo de recuperación inversa en un diodo?

Question

¿Cuál es el tiempo de recuperación inversa en un diodo?

Answer 1

Si un diodo está conduciendo en una condición de avance e inmediatamente se cambia a una condición de retroceso, el diodo conducirá en una condición de retroceso por un corto tiempo mientras la tensión de avance se desvanece. La corriente a través del diodo será bastante grande en dirección inversa durante este pequeño tiempo de recuperación.

Después de que los portadores hayan sido lavados y el diodo esté actuando como un dispositivo de bloqueo normal en la condición invertida, el flujo de corriente debería caer a niveles de fuga.

Esta es sólo una descripción genérica del tiempo de recuperación inversa. Puede afectar a bastantes cosas, dependiendo del contexto, como se menciona en los comentarios.

Answer 2

Antes de que pueda fluir la corriente de avance, debe establecerse una carga espacial dentro de una unión P-N. (Si la primera frase le hace preguntarse por qué, esa es realmente una pregunta aparte quizás este puede ayudar. Veamos la dinámica de establecer y neutralizar esa carga espacial).

A partir de cero, esta carga espacial puede establecerse con bastante rapidez, ya que una tensión de polarización directa aplicada externamente puede dirigir los electrones hacia el exterior. Los electrones se difunden desde el material de tipo n hacia el borde del material de tipo p, los huecos del material de tipo p se difunden hacia el borde del material de tipo n, y en las interfaces metálicas se inyectan nuevos electrones en el extremo de tipo n y se generan huecos en el extremo de tipo p para producir electrones libres que pueden fluir en el circuito externo. Todos estos flujos son flujos de mayoría portadores en sus respectivos materiales, por lo que la difusión se produce rápidamente impulsada por gradientes de concentración mucho mayores. La carga espacial se desarrolla rápidamente porque los portadores mayoritarios fluyen para encender el diodo: electrones en el material de tipo n y huecos en el material de tipo p.

Sin embargo, si se invierte la tensión externa para que sea una polarización inversa, la carga espacial es atraída hacia sí misma para recombinarse. Pero esta recombinación sólo se produce por la difusión de minoría portadores. Esta difusión de portadores minoritarios tiene gradientes de concentración mucho más pequeños y, por lo tanto, se difunde órdenes de magnitud más lentamente. Un circuito externo que proporcione una polarización inversa puede ayudar a acelerar esta recombinación, ya que puede permitir una neutralización más rápida del exceso de huecos que migraron de vuelta al material de tipo p, y la eliminación del exceso de electrones que migraron de vuelta al material de tipo n. Se supone que esta recombinación agujero-electrón o neutralización de la carga se produce esencialmente de forma instantánea en las interfaces semiconductor-metal, por lo que si la corriente externa puede suministrar y eliminar electrones bajo polarización inversa, lo hará mucho más rápido que la tasa de recombinación agujero-electrón "normal" en el grueso del semiconductor. Por eso puede haber enormes corrientes inversas durante el tiempo de recuperación inversa.

He reunido una pequeña simulación del tiempo de recuperación inversa en un diodo 1N4007 frente a un 1N4148 :

La demostración muestra la conmutación de los diodos bajo una onda cuadrada, y muestra que el 1N4007 tarda unos microsegundos en apagarse por completo.

(Véase también el PDF titulado "Tiempo de recombinación en los diodos semiconductores" .)

Answer 3

Si el diodo está polarizado hacia delante y se quiere apagar, tarda un tiempo en extinguir los portadores libres que fluyen a través de la unión (los electrones tienen que volver a la región n y los huecos tienen que volver a la región p, y entonces pueden recombinarse en el ánodo y el cátodo, respectivamente). Este tiempo se denomina "tiempo de recuperación inversa" y la corriente total que fluye a través del diodo es negativa, porque los portadores fluyen en direcciones opuestas con respecto a la polarización directa. La carga que fluye durante el tiempo de recuperación inversa se denomina "carga de recuperación inversa" y el diodo tiene que extinguirla ("recuperación" de la condición de polarización inversa a la condición neutra) antes de poder encenderlo. Al final, el fenómeno de recuperación inversa depende del dopaje del silicio y de la geometría y es un efecto parásito en los diodos, ya que se pierde la energía que interviene en el proceso. texto fuerte

Answer 4

El tiempo que tarda un diodo en cambiar su condición de polarizado hacia adelante (condición ON) a la condición OFF se llama "Tiempo de recuperación inversa". Cuando un diodo está polarizado hacia delante y se apaga, tarda un tiempo en apagarse por completo; en este tiempo, el diodo alcanzará primero una condición de polarización inversa y luego llegará lentamente a la condición de apagado en lugar de alcanzar directamente una condición de apagado. Durante este tiempo los electrones vuelven a la región n y los protones vuelven a la región p para alcanzar la condición OFF y la corriente total que fluye a través del diodo es negativa, porque los portadores fluyen en direcciones opuestas con respecto a la polarización hacia adelante. La carga que fluye durante el tiempo de recuperación inversa se denomina "carga de recuperación inversa".

Answer 5

Al pasar del estado de conducción al de bloqueo, un diodo o rectificador tiene una carga almacenada que debe descargarse antes de que el diodo bloquee la corriente inversa. Esta descarga requiere un tiempo finito conocido como Tiempo de Recuperación Inversa, o trr. Durante este tiempo, la corriente del diodo puede fluir en dirección inversa.