因为半导体二极管具有单向导电性,所以它相当于一个受外加电压极性控制的开关。
(a) 开关电路 (b)输入高电平时的等效电路 (c)输入低电平时的等效电路
图1 二极管静态开关电路及其等效电路
二极管动态开关特性。在高速开关电路中,需要了解二极管导通与截止间的快速转换过程。
(a) 电路图 (b) 输入脉冲电压波形 (c) 实际电路波形
图2 二极管的动态开关特性
当输入电压UI 由正值U F 跃变为负值U R 的瞬间,VD 并不能立刻截止,而是在外加反向电压 UR作用下,产生了很大的反向电流IR ,这时 iD=I R≈- U R/R,经一段时间 t rr后,二极管 VD 才进人截止状态,如图2.(c) 所示。通常将t r r 称作反向恢复时间。
产生 t rr的主要原因是由于二极管在正向导通时,P区的多数载流子空穴大量流入 N区,N区的多数载流子电子大量流入 P区,在P区和 N区中分别存储了大量的电子和空穴,统称为存储电荷。当 UI 由UF 跃变为负值 UR时,上述存储电荷不会立刻消失,在反向电压的作用下形成了较大的反向电流 IR,随着存储电荷的不断消散,反向电流也随之减少,最终二极管转为截止。当二极管由截止转为导通时,在P区和 N区中积累电荷所需的时间远比 t r r 小得多,故可以忽略。