一文详解二极管的反向恢复时间

我们都知道，在理想情况下，给二极管施加正向电压，二极管导通，给二极管施加反向电压二极管截止，实际上真的如此吗？下面来详细介绍一下。

前面文章介绍过，对二极管施加正向电压，正向电压形成的外部电场和内电场方向相反，内部电场受到外部电场“挤压”，削弱了内部电场，促进了自由电子向P区扩散，也就是说自由电子更容易从N区进入P区，进入P区的电子在PN结附近浓度高，远离PN结的浓度低，同样道理进入N区的空穴聚集在PN结附近，如下图所示，浓度都是靠近PN结浓度大，在正向偏置电压不变的情况下，达到一种平衡态，存储了一定量的电荷。

当PN结两端的电压突然反向时，PN附近积累的电荷需要释放，电荷移动就形成了电流，因此电压反向时，二极管不会立即截止，而是由正向电流变为一个很大的反向电流，反向电流会维持一个很短的时间之后二极管进入截止状态。下面是一个电路拓扑，结合此电路详细介绍一下二极管两端电压反向时的状态。

S是个理想的开关（开关管），当S断开时，恒流源和二极管形成回路电流IL，此时S闭合，二极管两端电压反向逐渐进入截止状态。S刚闭合时，二极管电流逐渐下降，在t0时刻正向电流下降为0，之后电流反向增大，tw时刻二极管开始逐渐截止，二极管两端电压反向增加。tirm时刻反向电流达到最大值IRRM，之后逐渐减小。Trr代表二极管反向恢复时间，从t0时刻开始至电流下降至IRRM的20%（有的厂家标称25%或10%）的时间差。

从上面的曲线中可以看出当二极管从正向导通进入反向截止的时候，存在一个Trr时间，这个时间内二极管是反向导通的，在这个时间段内，既有反向电压也有反向电流，也就是说这个时间段是由功率损耗的，虽然这个时间很短，但是如果二极管频繁开关，二极管的发热也是很可观的。另外快速开关的二极管，电流和电压变化剧烈，产生的电磁干扰剧烈，敏感器件应当敬而远之。

下面的电路是拓扑图的一个应用实例，双脉冲试验电路，使用此电路可以测量二极管的反向恢复时间。

这个电路图的工作原理如下图所示，当开关管断开时，右侧的电感和二极管形成电流环路，二极管正向导通，当开关管闭合时，二极管两端电压突然反向，二极管进入反向恢复期，同时右侧电感被充电。有个特点就是开关管闭合的时间长，断开的时间短。现在只需要测量二极管的反向电流下降至20%峰值时的时间即可计算出二极管的反向恢复时间。结合下面的曲线图能够很直观的理解电路原理。