Modelización del comportamiento de los diodos reales

Question

En alta frecuencia, esto traza la tensión de entrada y la corriente en un circuito simple con una resistencia y un diodo.

El comportamiento que veo es que el diodo permanece en polarización hacia delante durante más tiempo del que lo haría un diodo ideal, pero en cuanto lo hace vuelve a lo habitual, quizás de forma exponencial en un tiempo muy bajo, sin ningún desplazamiento de fase.

He estado intentando modelar (macro) ese comportamiento particular del diodo real utilizando un diodo ideal y otros componentes (condensador, resistencia, inductor), pero hasta ahora, fallando miserablemente

La pregunta corta es, ¿qué podría añadir a la caja negra de un diodo ideal para que se comporte así?

Agradecería, en caso de que se te ocurra algo, saber cómo te lo has planteado, ya que aprender es el único objetivo de esta pregunta.

Muchas gracias

Answer 1

El fenómeno que está viendo se llama tiempo de recuperación inversa . Busca eso y verás que se debe a que los portadores en la unión siguen estando ahí cuando el voltaje se invierte. Hasta que esos portadores se "agoten", el diodo seguirá conduciendo.

La modelización consiste en saber qué características son realmente importantes e ignorar el resto. Si no lo hicieras, sería la realidad en lugar de un modelo, pero entonces también sería demasiado complejo de aplicar.

En una primera aproximación, basta con suponer que el diodo conducirá en sentido inverso durante un tiempo fijo. Los diodos destinados a aplicaciones en las que esto es importante tendrán el tiempo máximo de recuperación inversa indicado en la hoja de datos. Si el propósito del modelo es querer asegurarse de que su circuito sigue funcionando, este es un buen modelo porque representa las peores condiciones del caso.

Los modelos más precisos tienen en cuenta la corriente inmediatamente anterior a la inversión de la tensión y consideran la carga total filtrada hacia atrás. Hay ecuaciones sofisticadas para todo esto, pero tendrás que buscarlas en los textos de física de los semiconductores si quieres este nivel de detalle.