二极管的反向恢复时间和反向恢复电荷

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pin二极管作为开关器件,其开关速度是非常重要的,就是反向恢复时间要很快,这就要求正向导通积累在n-基区内的大量少数载流子在反向关断时必须尽快抽出或复合掉,但是,电路对功率FRD的性能要求不只是速度。对FRD主要性能要求有四项:速度快(反向恢复时间trr和恢复电荷Qrr小)、反向泄漏电流IR小、正向压降VF小和反向恢复软度因子S大。trr、IR和VF分别标志了FRD在电路中处于每次开关过渡过程中、关断状态下和导通状态下的自身功率损耗(以下简称为功耗)。三个参数中任何一个的数值增加都会造成总功耗变大S标志反向恢复过程中电流恢复速度的快慢(s越大表示电流恢复越慢),S值小时电感上感生电动势太大会造成元件过压而击穿、电磁辐射公害等,在提高工作频率时只有trr造成的功耗是正比于电路所用开关频率而增大的,所以减小trr和Qrr尤其重要。但是减小trr和Qrr时不能影响到lR、VF和S。超快、超软、超低漏电和超低压降才是FRD迫求的全面目标。而恰恰由于物理原理上的内在联系,用现有技术来减少trr时会造成其他性能的变劣。比如注入的少数载流子的浓度越高,器件的正向正降就越小,复合所用的时间就长,开关时间、开关损耗就越大；少数载流子的电导调制程度低一些可使开关时间和开关损耗降低,但通态压降和通态功耗就增大了,对同一种技术制造的器件不能同时取得通态功耗与开关功耗的最小值，只能根据实际需求在二者之间取其折衷。

P-i-N二极管作为开关器件,其开关速度是非常重要的,也就是说反向恢复时间(trr)要很快,反向恢复时间就是正向导通时存储于基区的电荷耗尽的时间,它是存储时间和下降时间之和,trr=ta+tb,见1图。存储时间ta,见1式,是P+-i结边缘少数载流子完全清除的时间,此期间二极管端电压很低,甚至小于正向压降,电压主要降落在P+-i结上,但是流通的电流可能很大；下降时间tb(见2式)反映了基区剩余少数载流子耗尽或复合所用的时间,此期间P-i-N二极管两个结均承受反压。