二极管反向恢复时间（可下载）

上一篇文章我们详细讨论了二极管的结电容：势垒电容和扩散电容。我们也 知道了数据手册中所给出的结电容参数，它的大小和反向恢复时间没有关系。如 下表所示：

通过上表可以反推，里面的结电容其实指的是势垒电容

我们还是以 ES1J 数据手册给出的参数为例，可以看出，它测试出来的结电 容参数是有条件的：VR=4.0V，f=1.0MHz。那么，这里面的 VR 指的就是加在二极 管两端的反向电压，reverse 反向的意思。所以，得出一个结论：二极管的反向 恢复时间和扩散电容是有关系的。扩散电容越大，反向恢复时间越长；扩散电容 越小，反向恢复时间越短。同时，我们也分析过，正向导通的电流越大，扩散电 容也就越大。也就是说，如果正向导通电流越大的话，少数载流子的积累效应就 越强

事实表明，PN 结正偏的时候，结电容主要是扩散电容，PN 结反偏的时候， 结电容主要是势垒电容

我们再回到最初的疑问：反向恢复时间和结电容（扩散电容）什么关系？

反向恢复时间

由 PN 结构成的二极管都会有一个 Trr 的参数，这个参数就是二极管的反向 恢复时间。trr 这个参数决定了二极管的最高工作频率。那反向恢复时间到底是 怎么来的呢？我们来看下面这个图

在开关拨到左边 1 时，二极管接正向电源，正向电流 IF=（Vf-Vpn）/Rf。可 以想象，此时 PN 结处充斥的很多的载流子，也就是存储了很多的电荷。如果我 们观察半导体内部，会发现，整个 PN 结，包括内建电场区，到处都有载流子存 在。也就是说，现在整个 PN 结相当于是良导体，如果电源迅速反向，电流也是 可以迅速反向的

我们看上面这幅图。在开关拨到右边 0 时，二极管接反向电源，但是此时 PN 结正偏的特性不会马上改变。为什么 PN 结的正偏特性不会改变呢？

可以这么看，PN 结反偏时内建电场区是基本没有电荷的，很明显，现在存 了很多电荷，不把这些电荷搞掉，正偏特性不会变化的。也可以理解为是结电容 导致电压不能突变，电荷没放完，结两端的电压就不会变反向

与此同时，因为存储了大量电荷，此时 PN 结可以看成良导体，电流立马反 向，反向电流 IR=（Vr+Vpn）/Rr。不过需要注意，这时电流的成因是少数载流子 反向运动的结果，随着时间推移，少数载流子数量是越来越少的

看上面这幅图，刚才说到，随着时间的推移从 t0 时刻到 ts 时刻，少数载流 子数量越来越少，当 t>ts 之后，中间被阻断，那是不是整体电流就立马下降到 0

呢？其实不是的，电流还是存在的，这是暂态电流。因为 P 区和 N 区各自剩余 的少数载流子并没有达到热平衡，最终会复合消失，这个复合会产生电流。 这个可能不好理解，中间都断了，不允许电荷穿过，怎么还能有电流呢？我们知 道，只有形成闭合回路，才能产生电流，这个电流指的是恒定的电流，也就是说 串联电路中的电流处处相等。实际上不形成回路也能有电流，那么电流是怎么产 生的呢？电荷流动，就是电流。没有回路，也能有电流，那叫暂态电流。就好比 一根水管，堵住一端，水也能流进，直到水管满为止

所以，尽管中间阻断了，也还是有电流的，只有当重新达到热平衡，复合电 流才会为 0。整个过程，电源电压，二极管两端电压，反向电流的波形图如下所 示，图中的 trr 就是反向恢复时间

有时也会看到上面这样的图，二极管反向电流最大值的地方并不是平的，并 且二极管两端电压会出现反向尖峰。那到底哪个图是对的呢？其实，这个差异， 仅仅只是电路的不同。如果看明白前面说的二极管反向恢复电流的形成过程，这 个图也就能理解了

前面画的波形，我们的电路中串联有电阻，当没有这个电阻的时候，或者说 电阻很小的时候。反向电流会非常大，而从正向电流变为反向电流，这需要时间， 这会导致 di/dt 非常大。此时，电路中的电感就不能忽略了，因为有电感的存在， 导致二极管两端会存在比电源还大的电压，也就是反向电压尖峰

完整版技术文档请点击文章开头普通下载