Выключение диода

.

Процесс выключения диода также состоит из двух этапов: переход из открытого состояния в закрытое (, этап I) и установление на закрытом Р П-переходе стационарного значения напряжения — (, этап II).

Этап I начинается в момент поступлении от генератора э. д.с. перепада напряжения отрицательной полярности () в момент на рис.3. Изменение распределения неосновных носителей в базе во времени для этого этапа показано на рис.6. К началу этапа диод открыт, и распределение неосновных носителей соответствует прямому току . После изменения э. д.с. генератора от значения до значения граничная концентрация дырок в базе не может измениться мгновенно, а снижается во времени непрерывным образом. В соответствии с граничным условием (13) также непрерывным образом уменьшается прямое напряжение на Р — П-переходе (рис.3,б). Таким образом, на Р П-переходе в течение этапа I сохраняется положительное напряжение, которое согласно (8) много меньше э. д.с. . При этом через диод протекает значительный обратный ток

,

Величина которого не меняется во времени (характерная “полочка” обратного тока). На рис.6 постоянное значение тока соответствует постоянному угол наклона кривых f при , который определяется формулой

.

Этот ток сохраняется до момента времени на рис.3, когда граничная концентрация дырок снижается до 0. Согласно граничному условию (14) напряжение на Р П-переходе в этот момент составляет .

Длительность “полочки” обратного тока (этапа I запирания диода) может быть определена путем решения биполярного уравнения непрерывности (12) в базе при граничных условиях

, (15а)

(15б)

И начальном условии, соответствующем стационарному распределению дырок в базе при . Решение этого уравнения при позволяет определить момент окончания этапа I из условия

.

Для диода с толстой базой () длительность “полочки” обратного тока определяется трансцендентным уравнением

. (16)

Начиная с момента Р П-Переход может считаться закрытым (этап I выключения диода закончен). На этапе II градиент концентрации дырок при не может оставаться постоянным, и абсолютная величина тока инжекции дырок через Р п-переход снижается до малого стационарного значения (практически до нуля) (рис.3,в). На этапе II диффузионная емкость закрытого диода равна нулю, и эквивалентная схема всей цепи соответствует рис.3,б. Барьерная емкость диода заряжается до напряжения током

С постоянной времени .

Ссылка на основную публикацию