什么是二极管反向恢复时间?

二极管最重要的用途不是在直流传导中，而是在交流电路中。事实上，交流电路是时间依赖的，也意味着二极管有时间依赖的特性，影响操作，但这些并不总是涵盖在半导体器件类。对于系统设计人员来说，从EMC的角度来看，二极管的时变特性也很重要，因为器件的时变行为会产生辐射和传导EMI。

定义二极管的时间依赖性行为的主要规格之一是反向恢复时间。该规范有一个简单的定义，可以认为是在正向偏置和反向偏置状态之间切换所需的时间常数。要了解在交流电路的二极管中需要考虑什么，请继续阅读下面的内容，以了解反向恢复时间。

二极管在交流电压下如何反应

由于器件的内部结构和半导体特性，二极管具有在交流驱动下可以观察到的特定特性。二极管具有一种称为结电容的特性，这与半导体的材料特性和二极管的几何形状有关。加上平均载流子复合时间，当用交流电压驱动时，二极管的响应会有一些延迟或滞后。

在交流驱动中，决定二极管响应的重要参数是反向恢复时间。该参数定义二极管如何在正向偏置和反向偏置之间切换基于将载流子从结(或耗尽区域)扫出所需的时间量pn二极管）.在适当的时间后，多余的电荷将离开结，传导状态将被完全切换。

反向恢复时间

反向恢复时间的定义很简单:

• 如果二极管最初被驱动为正向偏置，极性突然切换为反向偏置，二极管仍将保持导电一段时间。
• 导通进入反向偏置状态所需的时间是二极管的反向恢复时间。

反向恢复时间似乎表现得有点像放电电容器，其中传导电流最终衰减为零。在二极管正向偏置电流与时间的曲线图上可以最清楚地看到这种行为。

驱动电压和二极管电流随时间变化

由于二极管在极性切换后仍在导电，电流暂时从正极切换到负极，并且在衰减到零之前仍保持负极一段时间。从技术上讲，衰减到零剩余电流所需的时间是无限的，但它最终会变得如此之小，以至于与固有的波动难以区分背景噪音．

上图暗示有一个单一的二极管反向恢复时间，但这是不正确的。反向恢复时间取决于以下几个因素:

• 初始正向偏置电压值
• 最初的正向电流价值
• 二极管电流回路中的任何负载
• 结电容

正向偏置电流测量或规格通常会给出这些参数的值，而不是作为通用恢复时间。如果恢复时间已知，则可以确定电路的开关极限或频率。

频率或开关限制

由于从正向偏置到反向偏置的开关存在延迟，因此二极管应使用的开关速率或频率有一定的限制。主要的二极管制造商在计算和测量二极管的反向恢复时间方面做得很好，他们将在数据表中指定这一信息。一旦找到组件的恢复时间，就可以将其与计划在系统中使用的频率或边率进行比较。

假设在特定的直流驱动和负载条件下，一个二极管有50ns的反向恢复。如果二极管需要将驱动电压极性从正(正向偏置)切换到负(反向偏置)，则极性切换应该在50 ns以上发生。

显示反向恢复时间规格的示例数据表条目。

如果开关太快(或者等效地，如果二极管电流的dI/dt率太高)，那么反向的剩余电流脉冲可能会激发电路中的暂态。结果是叮当响;这在高电流运行的开关电源系统中产生了高传导EMI问题。为了防止这种情况，你需要:

• 切换时降低边缘率
• 减小电流路径上的电感
• 使用不同的二极管，如快速恢复二极管

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