Liệu một diode không phục hồi thực sự có thời gian phục hồi bằng không? Nếu vậy thì thế nào?


7

Một số điốt được quảng cáo là "không phục hồi". Điều này có đúng không? Hay là tiếp thị nói lên "nhanh đến mức bạn không thể quan tâm"? Nếu đó là sự thật, điều gì làm cho một diode không phục hồi khác về cơ bản so với các diode khác?


2
Đó là tiếp thị cho "quá nhanh không ai có thể đo lường được"
PlasmaHH

Bạn có một ví dụ về một thiết bị như vậy? Họ có thể nói về điốt schottky không có phục hồi ngược.
dùng1582568

1
Trong khi điốt Schottky không có thời gian phục hồi ngược, chúng vẫn có phí phục hồi ngược. Vì vậy, ngay cả những điốt đó thực sự không thể được tính là không phục hồi.
Michael Karcher

Digikey có nhiều thứ được liệt kê với thời gian phục hồi bằng 0: digikey.com/product-search/en/discittle-s bán dẫn
Stephen Collings

MichaelKarcher, điốt Schottky không có phí phục hồi ngược. Phục hồi từ cái gì? Sạc không cần phải rời đi hoặc nếu không hoặc không ở bất kỳ nơi nào trong hoặc ngoài ngã ba và nó không bật hoặc tắt, đó không phải là một công tắc. Không có gì gọi là phục hồi. Có lẽ bạn đang đề cập đến điện dung ký sinh thải ra từ diode một khi độ lệch giảm xuống dưới mức điện áp của điện dung ký sinh đó? Đây là điều mà hầu hết các datasheets (rất không chính xác) gọi là 'phí phục hồi ngược'. Đó là một sự phóng điện dung thực tế, nhưng không có dòng điện nào đi qua ngã ba.
metacollin

Câu trả lời:


5

Vâng, từ ngữ chắc chắn là tiếp thị. Nhưng không, họ không có nghĩa là bạn sẽ không quan tâm nhanh đến mức họ có nghĩa là họ thực sự không có thời gian phục hồi ngược. Và vâng, các điốt này về cơ bản là khác nhau, nhưng chúng tồn tại và thậm chí bạn có thể đã sử dụng một.

Chúng được gọi là điốt Schottky. Mặc dù đó là loại tiếp thị xoay vòng để nói rằng họ không có thời gian phục hồi. Điều này ngụ ý họ có thể làm một cái gì đó ngay lập tức. Nhưng không phải là họ có thời gian phục hồi bằng không, đó là điốt Schottky hoàn toàn không có phí phục hồi hoặc thời gian phục hồi. Những thuật ngữ này không áp dụng cho chúng và không có ý nghĩa gì đối với điốt schottky. Nút giao Schottky không bật hoặc tắt và một cái gì đó không phải là công tắc rõ ràng không thể có thời gian chuyển đổi. Charge không ảnh hưởng đến hành vi của đường giao nhau và không có gì để phục hồi ngay từ đầu, do đó, "diode phục hồi bằng không" chỉ là tiếp thị lạ mắt nói về điốt Schottky.

Điốt Schottky về cơ bản là khác nhau, và được xây dựng từ một mối nối bán dẫn kim loại, trái ngược với một mối nối bán dẫn bán dẫn như điốt PN ('silicon'). Các mối nối PN thực sự bật và trở nên dẫn điện theo cả hai hướng, và mất thời gian để tắt, tất nhiên, đó là thời gian phục hồi ngược.

Các mối nối bán dẫn kim loại không bật hoặc tắt, chúng không làm gì cả. Hành vi của họ chỉ đơn giản là một tài sản của chính ngã ba. Do giao diện hóa học của kim loại và chất bán dẫn, trung tâm của khe hở của chất bán dẫn (khoảng cách ngăn cách giữa dải hóa trị và dải dẫn) được "gắn" với năng lượng fermi của kim loại (vì các electron sẽ chiếm mọi trạng thái năng lượng có thể có trong một dây dẫn, bề mặt của 'biển điện tử' phía trên mà không có trạng thái năng lượng cao hơn nào được lấp đầy được gọi là năng lượng fermi).

Thật hữu ích khi hình dung kim loại như một xô nước và năng lượng fermi chỉ đơn giản là chiều cao của xô. Chất bán dẫn như hai ống dẫn, một ống nằm trên ống kia, với chiều cao cố định ở giữa chúng. Ống thấp hơn chúng ta có thể bỏ qua, đó là ống hóa trị và nằm dưới chiều cao của xô. Khi chúng tôi đưa các ống lên đến xô, trung tâm của khoảng trống giữa ống trên và dưới được 'ghim' vào chiều cao của xô. Điều này được gọi là ghim fermi. Tại sao bút fermi xảy ra là một số Vật lý nghiêm trọng mà tôi sẽ để độc giả tự mình khám phá, nếu họ muốn.

Vì tâm của khe hở cùng cấp với xô, nên ống trên cùng cao hơn một chút so với chiều cao của xô. Bây giờ, nếu bạn bơm nước vào đường ống trên cùng, nó có thể tự do đổ ra từ đầu vào xô, giống như một thác nước. Nhưng bạn sẽ không bao giờ để nước trong xô đi vào đường ống phía trên nó, bởi vì nước sẽ chảy qua các cạnh của xô, nó sẽ không bao giờ đủ chiều cao để đến ống.

Đây là một sự đơn giản hóa rất thô thiển và cần rất nhiều giấy phép nghệ thuật, nhưng đó là ý chính của một diode Schottky. Năng lượng cần thiết để các electron truyền từ kim loại sang chất bán dẫn là không thể tiếp cận được, mặc dù một vài electron bay qua phát xạ nhiệt (mà chúng ta thấy là dòng rò ngược. Và vâng, ý tôi là phát xạ nhiệt như trong ống chân không). Năng lượng cần thiết cho các electron chuyển từ chất bán dẫn sang kim loại có thể dễ dàng thu được, và vì vậy chúng ta thấy một đường cong VI theo cấp số nhân. Nhưng các điốt Schottky thực sự không tiến hành theo một hướng (ngoại trừ phát xạ nhiệt gián tiếp do các khoảng trống chân không trong các mạng tinh thể không khớp trong đó giao diện kim loại và chất bán dẫn, nhưng điều này là do chân không, không phải là dẫn điện ohmic / mạ điện thực sự) , nhưng tiến hành dễ dàng theo hướng ngược lại.

Nếu bạn có thể tìm thấy ý nghĩa cho 'phục hồi' và 'phí phục hồi' trong bất kỳ vấn đề nào, hãy cho tôi biết. Tôi chắc chắn không thể. Tín hiệu nhỏ Schottky không có dòng phục hồi, cũng không có phí phục hồi ngược, nhưng nhiều bảng dữ liệu sẽ tham chiếu không chính xác đến điện tích được lưu trữ sẽ xả ra (như mọi khoản phí khác được lưu trữ trong ký sinh trùng) là 'phí phục hồi ngược'. Nhưng điều này là không thể tránh khỏi và không phải do chính ngã ba gây ra, mà là tác dụng phụ và thực tế của cuộc sống. Không có dòng điện nào được dẫn qua đường giao nhau và điện tích được lưu trữ không cần phải được loại bỏ để ngăn dòng điện ngược dòng chảy. Điện tích chỉ là một cái gì đó ở đó, nhưng nó không đóng vai trò gì trong chức năng của diode.

Vì vậy, khi một tín hiệu nhỏ Schottky nói rằng nó có thời gian phục hồi 100ps, điều đó thực sự không đúng. Có một số điện dung ký sinh có hằng số thời gian RC ngắn hơn 100ps (hoặc có thể chỉ đơn giản là 100ps) nhưng đây là một hiệu ứng ký sinh sẽ tồn tại bất kể. Nó không phải là do chính diode. Trong thực tế, gói diode của điốt tín hiệu nhỏ là đóng góp chính cho "thời gian phục hồi" được đặt tên không chính xác này.

Bây giờ, điốt Schottky lớn hơn có điện dung đáng kể hơn, nhưng một lần nữa, nó về cơ bản là khác nhau và không phục hồi. Đó là một điện dung ký sinh không thể tránh khỏi xả ra, nhưng không có dòng điện ngược nào thực sự dẫn qua hàng rào Schottky. Các lượng điện tích bằng nhau nhưng ngược nhau ở hai bên sẽ rời khỏi cả hai bên cùng một lúc, nhưng nó đã ở đó. Cũng giống như bất kỳ tụ điện khác.

TUY NHIÊN, các điốt Schottky lớn nhất có điện áp ngược cao hơn (> 50V là quy tắc ngón tay cái tôi đã nghe nhưng tôi thực sự không biết chắc chắn) yêu cầu một vòng bảo vệ để định hình độ dốc điện trường để không gây ra sự cố điện môi trong rào cản. Điều này thêm điện dung đáng kể, và tệ hơn, tạo ra một diode tiếp giáp PN ký sinh mà SILL có thời gian phục hồi và sạc ngược. Nhưng đây là tình cờ.

Các điốt Silicon carbide Schottky có đặc tính phá vỡ tuyệt vời, và do đó chúng là các mối nối Schottky thực sự và có được điện áp cao mà bạn nhìn thấy mà không sử dụng bất kỳ vòng bảo vệ hoặc cấu trúc ký sinh nào khác, vì vậy, chúng thực sự là các điốt thời gian phục hồi "không". Không có phí phục hồi, và không có thời gian phục hồi, và không có diode tiếp giáp PN ký sinh có thể được bật. Nhưng đó chỉ là điều mà mọi diode Schottky tín hiệu nhỏ luôn có. Nó rất ấn tượng và là một sự phát triển công nghệ đáng kinh ngạc, nhưng từ việc sử dụng silicon carbide. SiC FET và các thiết bị Schottky chỉ là bonkers. Trong hiệu suất và giá cả. Hy vọng rằng phần giá sẽ thay đổi mặc dù theo thời gian, sau đó chúng sẽ chỉ tuyệt vời.


Câu trả lời tuyệt vời! Câu hỏi tiếp theo: có áp dụng tương tự để chuyển tiếp phục hồi không?
Stephen Collings
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.