Berapa waktu pemulihan terbalik dalam suatu dioda?

Berapa waktu pemulihan terbalik dalam suatu dioda?

Jika dioda melakukan dalam kondisi maju dan segera beralih ke kondisi terbalik, dioda akan melakukan dalam kondisi terbalik untuk waktu singkat karena tegangan maju putus. Arus yang melalui dioda akan cukup besar dalam arah yang terbalik selama waktu pemulihan yang kecil ini.

Setelah pembawa telah memerah dan dioda bertindak sebagai perangkat pemblokiran normal dalam kondisi terbalik, aliran arus harus turun ke tingkat kebocoran.

Ini hanya deskripsi umum waktu pemulihan terbalik. Ini dapat mempengaruhi beberapa hal, tergantung pada konteksnya, sebagaimana disebutkan dalam komentar.

Biaya ruang dalam persimpangan PN perlu ditetapkan sebelum arus maju dapat mengalir. (Jika kalimat pertama membuat Anda bertanya mengapa, itu benar-benar pertanyaan terpisah - mungkin ini bisa membantu. Mari kita lihat dinamika membangun dan menetralkan muatan ruang angkasa itu.)

Dari nol, muatan ruang ini dapat ditetapkan dengan cukup cepat, karena tegangan bias maju yang diterapkan secara eksternal dapat mengarahkan elektron ke sekeliling. Elektron berdifusi dari material tipe-n ke tepi material tipe-p, lubang-lubang pada material tipe-p berdifusi ke tepi material tipe-n, dan pada antarmuka logam, elektron-elektron baru disuntikkan ke dalam n- tipe ujung dan lubang dihasilkan pada ujung tipe-p untuk menghasilkan elektron bebas yang dapat mengalir di sirkuit eksternal. Semua aliran ini adalah aliran pembawa mayoritas dalam bahan masing-masing, sehingga difusi terjadi dengan cepat didorong oleh gradien konsentrasi yang jauh lebih besar. Muatan ruang berkembang dengan cepat karena pembawa mayoritas mengalir untuk mengaktifkan dioda - elektron dalam material tipe-n, dan lubang-lubang pada material tipe-p.

Namun, jika tegangan eksternal kemudian dibalik menjadi bias balik, muatan ruang tertarik pada dirinya sendiri untuk bergabung kembali. Tetapi rekombinasi ini hanya terjadi melalui difusi minoritasoperator. Difusi pembawa minoritas ini memiliki gradien konsentrasi yang jauh lebih kecil, dan karenanya mendifusikan urutan besarnya lebih lambat. Sirkuit eksternal yang memberikan bias balik dapat membantu mempercepat rekombinasi ini, karena dapat memungkinkan untuk lebih cepat menetralkan lubang berlebih yang bermigrasi kembali ke material tipe-p, dan menghilangkan kelebihan elektron yang bermigrasi kembali ke material tipe-n. Rekombinasi lubang-elektron ini atau netralisasi muatan diasumsikan terjadi pada dasarnya secara instan pada antarmuka semikonduktor-logam, sehingga jika arus eksternal dapat memasok dan menghilangkan elektron dalam bias balik, ini akan jauh lebih cepat daripada rekombinasi lubang-elektron "normal". tingkat dalam sebagian besar semikonduktor. Itu sebabnya bisa ada arus balik yang sangat besar selama waktu pemulihan terbalik.

Saya mengumpulkan sedikit simulasi waktu pemulihan terbalik dalam dioda 1N4007 vs 1N4148 :

Demo ini menunjukkan dioda yang diaktifkan di bawah gelombang persegi, dan menunjukkan bahwa 1N4007 membutuhkan beberapa mikrodetik untuk benar-benar mati!

(Lihat juga PDF berjudul "Waktu Rekombinasi dalam Dioda Semikonduktor" .)

Jika dioda bias maju dan Anda ingin mematikannya, perlu beberapa saat untuk memadamkan pembawa bebas yang mengalir melintasi persimpangan (elektron harus kembali ke n-wilayah dan lubang harus kembali ke p-wilayah, maka mereka dapat bergabung kembali. di anoda dan katoda, masing-masing). Waktu ini disebut "waktu pemulihan terbalik" dan arus total yang mengalir melintasi dioda negatif, karena pembawa mengalir dalam arah yang berlawanan sehubungan dengan bias maju. Muatan yang mengalir selama waktu pemulihan terbalik disebut "biaya pemulihan terbalik" dan dioda harus memadamkannya ("pemulihan" dari bias balik ke kondisi netral) sebelum Anda dapat menyalakannya. Pada akhirnya, fenomena pemulihan terbalik tergantung pada doping silikon dan geometri dan merupakan efek parasit dalam dioda, karena energi yang terlibat dalam proses tersebut hilang.

Waktu yang diambil oleh dioda untuk mengalihkan kondisinya yaitu dari kondisi bias maju (kondisi ON) ke kondisi OFF disebut “Waktu Pemulihan Terbalik”. Ketika sebuah dioda maju bias dan Anda mematikannya, butuh beberapa saat untuk benar-benar mematikan; saat ini pertama-tama sebuah dioda akan mencapai kondisi bias terbalik dan kemudian perlahan-lahan mencapai kondisi OFF daripada langsung mencapai kondisi OFF. Selama waktu ini elektron kembali ke n-region dan proton kembali ke p-region untuk mencapai kondisi OFF dan arus total yang mengalir melintasi dioda negatif, karena pembawa mengalir dalam arah yang berlawanan sehubungan dengan bias maju. Biaya yang mengalir selama waktu pemulihan terbalik disebut "biaya pemulihan terbalik".

Ketika beralih dari konduktor ke kondisi pemblokiran, dioda atau penyearah telah menyimpan muatan yang harus dibuang terlebih dahulu sebelum dioda memblokir arus balik. Pengosongan ini membutuhkan waktu terbatas yang dikenal sebagai Waktu Pemulihan Terbalik, atau trr. Selama waktu ini, arus dioda dapat mengalir ke arah sebaliknya.

Ketika Anda mematikan dioda apa pun maka arus balik akan mengalir melalui dioda untuk waktu tertentu karena biaya yang tersimpan di lapisan penipisan. jadi waktu "ketika arus balik mulai mengalir melalui dioda dan mencapai nilai puncaknya dan kembali membusuk dan mencapai 25% dari nilai puncaknya" kali ini dikenal sebagai waktu pemulihan terbalik dioda.

Biaya yang mengalir selama waktu pemulihan terbalik disebut "biaya pemulihan terbalik". Ketika beralih dari konduktor ke kondisi pemblokiran, dioda atau penyearah telah menyimpan muatan yang harus dibuang terlebih dahulu sebelum dioda memblokir arus balik.

ketika dioda sedang melakukan dalam kondisi bias maju tiba-tiba jika dioda bias balik, dan elektron yang akan terhubung dengan terminal + ve ketika maju bias sekarang (bias terbalik) tidak dapat terhubung ke terminal -ve dan memiliki untuk kembali ke wilayah p dan menetap sebagai pembawa minoritas. Waktu yang diperlukan untuk ini disebut waktu pemulihan.

ketika maju dioda saat ini meluruh ke nol, dioda melanjutkan untuk melakukan dalam arah sebaliknya karena adanya muatan yang tersimpan di dua lapisan. + msgstr "arus balik mengalir untuk waktu yang dikenal sebagai waktu pemulihan terbalik".