二極管在較高頻率下應(yīng)用的時(shí)候，需要注意二極管除了我們知道的正常的導(dǎo)通狀態(tài)和正常的截至狀態(tài)以外，在兩種狀態(tài)之間，轉(zhuǎn)換過程中還存在著開啟效應(yīng)和關(guān)斷效應(yīng)。二極管在開關(guān)的過程中其電流和電壓的變化過程如圖所示：

① 開啟效應(yīng):表征著二極管由截止過渡到導(dǎo)通的特性，從反向電壓VR正向?qū)?，跳變至最高電壓V?P，然后慢慢降低為二極管正向?qū)妷篤F，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的過程稱為二極管的正向恢復(fù)過程。這一過程所需要的時(shí)間稱為正向恢復(fù)時(shí)間。開啟過程的過程是對(duì)對(duì)反偏二極管的結(jié)電容充電二極管，使二極管的電壓緩慢上升，因PN結(jié)耗盡區(qū)的工作機(jī)理，使電壓的上升比電流的上升要慢很多。

② 關(guān)斷效應(yīng)：表征著二極管由導(dǎo)通過渡到截止的特性，從二極管正向?qū)妷篤F，跳變至負(fù)向最高電壓VFF，然后反向截止達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)VR的過程稱為二極管的反向恢復(fù)過程。這一過程所需要的時(shí)間稱為反向恢復(fù)時(shí)間。由于電荷存儲(chǔ)效應(yīng)，二極管正向?qū)〞r(shí)，會(huì)存在非平衡少數(shù)載流子積累的現(xiàn)象。在關(guān)斷過程中存儲(chǔ)電荷消失之前，二極管仍維持正偏的狀態(tài)。為使其承受反向阻斷的能力，必需將這些少子電荷抽掉。反向恢復(fù)時(shí)間分為存儲(chǔ)時(shí)間Ts與下降時(shí)間Tf，存儲(chǔ)時(shí)間時(shí)二極管處在抽走反向電荷的階段，在這段時(shí)間以后電壓達(dá)到反向最大值，二極管可開始反向阻斷，下降時(shí)間則是對(duì)二極管耗盡區(qū)結(jié)電容進(jìn)行充電的過程，直到二極管完全承受外部所加的反向電壓，進(jìn)入穩(wěn)定的反向截止?fàn)顟B(tài)。

二極管的暫態(tài)開關(guān)過程就是PN結(jié)電容的充、放電過程。二極管由截止過渡到導(dǎo)通時(shí)，相當(dāng)于電容充電，二極管由導(dǎo)通過渡到截止時(shí)，相當(dāng)于電容放電。二極管結(jié)電容越小，充、放電時(shí)間越短，過渡過程越短，則二極管的暫態(tài)開關(guān)特性越好。

正向過程損耗

這是一個(gè)估計(jì)的結(jié)果

反向過程損耗

計(jì)算方法也是估計(jì)的（這是續(xù)流電路的情況）

實(shí)際的功率二極管用在不同的地方，其結(jié)果也是并不相同的，按照書中整流和續(xù)流兩塊去分析，我可能將之整理一下效果較好。感興趣的同志們可以去看看，挺詳細(xì)和詳實(shí)的一本書。

整個(gè)開關(guān)過程，實(shí)質(zhì)上，就是認(rèn)為對(duì)結(jié)電容進(jìn)行操作。如果沒有電容，整個(gè)開關(guān)過程是非常理想的，也就等效成為一個(gè)理想的開關(guān)了。

補(bǔ)充（引用網(wǎng)上不明作者的圖和過程分析）：

由于二極管外加正向電壓時(shí)，載流子不斷擴(kuò)散而存儲(chǔ)的結(jié)果。當(dāng)外加正向電壓時(shí)Ｐ區(qū)空穴向Ｎ區(qū)擴(kuò)散，Ｎ區(qū)電子向Ｐ區(qū)擴(kuò)散，這樣，不僅使勢(shì)壘區(qū)（耗盡區(qū)）變窄，而且使載流子有相當(dāng)數(shù)量的存儲(chǔ)，在Ｐ區(qū)內(nèi)存儲(chǔ)了電子，而在Ｎ區(qū)內(nèi)存儲(chǔ)了空穴，它們都是非平衡少數(shù)載流子，如下圖所示。

空穴由Ｐ區(qū)擴(kuò)散到Ｎ區(qū)后，并不是立即與Ｎ區(qū)中的電子復(fù)合而消失，而是在一定的路程LP（擴(kuò)散長(zhǎng)度）內(nèi)，一方面繼續(xù)擴(kuò)散，一方面與電子復(fù)合消失，這樣就會(huì)在 LP范圍內(nèi)存儲(chǔ)一定數(shù)量的空穴，并建立起一定空穴濃度分布，靠近結(jié)邊緣的濃度最大，離結(jié)越遠(yuǎn)，濃度越小。正向電流越大，存儲(chǔ)的空穴數(shù)目越多，濃度分布的梯度也越大。我們把正向?qū)〞r(shí)，非平衡少數(shù)載流子積累的現(xiàn)象叫做電荷存儲(chǔ)效應(yīng)。

當(dāng)輸入電壓突然由+VF變?yōu)?VR時(shí)Ｐ區(qū)存儲(chǔ)的電子和Ｎ區(qū)存儲(chǔ)的空穴不會(huì)馬上消失，但它們將通過下列兩個(gè)途徑逐漸減少：

① 在反向電場(chǎng)作用下，Ｐ區(qū)電子被拉回Ｎ區(qū)，Ｎ區(qū)空穴被拉回Ｐ區(qū)，形成反向漂移電流IR，如下圖所示；

② 與多數(shù)載流子復(fù)合。

在這些存儲(chǔ)電荷消失之前，ＰＮ結(jié)仍處于正向偏置，即勢(shì)壘區(qū)仍然很窄二極管，ＰＮ結(jié)的電阻仍很小，與RL相比可以忽略，所以此時(shí)反向電流IR= （VR＋VD）/RL。VD表示ＰＮ結(jié)兩端的正向壓降，一般 VR>>VD，即 IR＝VR／RL。在這段期間，IR基本上保持不變，主要由VR和RL所決定。經(jīng)過時(shí)間ts后Ｐ區(qū)和Ｎ區(qū)所存儲(chǔ)的電荷已顯著減小，勢(shì)壘區(qū)逐漸變寬，反向電流IR逐漸減小到正常反向飽和電流的數(shù)值，經(jīng)過時(shí)間tt，二極管轉(zhuǎn)為截止。由上可知，二極管在開關(guān)轉(zhuǎn)換過程中出現(xiàn)的反向恢復(fù)過程，實(shí)質(zhì)上由于電荷存儲(chǔ)效應(yīng)引起的，反向恢復(fù)時(shí)間就是存儲(chǔ)電荷消失所需要的時(shí)間。

文章由啟和科技編輯