Импульсные диоды

Импульсные диоды имеют малую длительность переходных процессов и предназначены для работы в импульсных цепях. От выпрямительных диодов они отличаются малыми емкостями р-n-перехода (доли пикофарад) и рядом параметров, определяющих переходные характеристики диода. Уменьшение емкостей достигается за счет уменьшения площади р-n-перехода, Поэтому допустимые мощности рассеяния у них невелики (30-40 мВт).

Основные параметры импульсных диодов (в дополнение к перечисленным параметрам выпрямительных диодов):

емкость диода ;

прямое максимальное импульсное напряжение ;

максимальный импульсный ток ;

время установления прямого напряжения диода . Оно характеризуется скоростью диффузии инжектированных в базу неосновных носителей заряда, в результате чего меняется ее сопротивление;

время восстановления обратного сопротивления диода .

Время восстановления определяют как промежуток времени, прошедший с момента изменения полярности напряжения источника питания до момента, когда обратный ток достигнет 0,1 ( - ток при прямом напряжении).

Наличие времени восстановления обусловлено зарядом, накопленным в базе диода при инжекции. Для запирания диода этот заряд должен быть «ликвидирован». Это происходит за счет рекомбинаций и обратного перехода неосновных носителей заряда в эмиттер. Последнее приводит к увеличению обратного тока. После изменения полярности напряжения в течение некоторого времени t1 обратный ток изменяется мало (рис. 1.14, а, б) и ограничен только внешним сопротивлением цепи. При этом заряд неосновных носителей, накопленных при инжекции в базе диода (концентрация p(x)), рассасывается (пунктирные линии на рис. 1.14, в). По истечении времени t1 концентрация неосновных носителей заряда на границе перехода станет равна равновесной, но в глубине базы еще имеется неравновесный заряд. С этого момента обратный ток диода уменьшается до своего статического значения. Изменение его прекратится в момент полного рассасывания заряда, накопленного в базе.

В быстродействующих импульсных цепях широко используют диоды Шоттки, выполненные на основе контакта металл - полупроводник. Особенностью их является отсутствие инжекции неосновных носителей заряда в базу, так как при подключении прямого напряжения ток обусловлен только движением основных носителей заряда. У этих диодов не затрачивается время на накопление и рассасывание зарядов в базе, их быстродействие зависит только от скорости процесса перезарядки барьерной емкости. Вольт-амперная характеристика диодов Шоттки напоминает характеристику диодов на основе p-n-переходов. Отличие состоит в том, что прямая ветвь в пределах 8-10 декад приложенного напряжения представляет почти идеальную экспоненциальную кривую, а обратные токи малы (доли - десятки наноампер). Конструктивно диоды Шоттки выполняют в виде пластины низкоомного кремния, на которую нанесена высокоомная эпитаксиальная пленка с электропроводностью того же типа. На поверхность пленки вакуумным напылением нанесен слой металла.

Диоды Шоттки применяют также в выпрямителях больших токов и в логарифмирующих устройствах.