2.1.5. Импульсные диоды

Импульсные диоды предназначены для работы в импульсных схемах с очень малым временем переключения (крутыми фронтами импульса). В этом случае должны быть не только малые величины паразитных емкостей, но и малое время жизни неосновных носителей заряда в обедненных областях.

При переключении диода с прямого напряжения на обратное в обедненной области присутствует большое количество неосновных носителей, которые накопились при протекании прямого тока. Эти носители не могут исчезнуть мгновенно (требуется время рекомбинации), поэтому в момент скачка напряжения наблюдается большой обратный ток, ограниченный в основном сопротивлением базы и только после того, как неосновные носители рекомбинируются и уйдут через переход в эмиттер, обратный ток диода примет установившееся значение I_о.уст (рис. 2.16). Это время получило название время восстановления обратного сопротивления или обратного тока, оно тем больше, чем больше прямой ток и время жизни неосновных носителей и может составлять величину от единицы мкс до единиц нс.

При подаче на диод импульса прямого тока, наблюдается временный всплеск прямого напряжения. Это вызвано тем, что инжекция неосновных носителей не может произойти мгновенно, требуется время для накопления неосновных носителей в базе, а пока это не произошло, прямое сопротивление перехода больше, чем в установившемся режиме, что и определяет всплеск прямого напряжения (рис. 2.17).

По технологии изготовления импульсные диоды делятся на точечные, микросплавные, меза-диффузионные и эпитаксально-планарные. Наиболее быстродействующие из них меза и планарные диоды. Меза-диоды получаются методом диффузии точно также, как и плоскостные, но после этого происходит химическое травление, при котором p-n-переход сохраняется только на незначительной плоскости, а, следовательно, и площади (рис. 2.18). Это возвышение над остальной плоскостью (меза) и дало название данному типу импульсного диода. Планарные диоды получаются следующим образом. Поверхность кристалла окисляется, при этом образуется диэлектрическая пленка SiO₂. В этой диэлектрической пленке методом химического травления создается локальное «окно» очень малой площади, через которое вводится донорная или акцепторная примись. В результате получается p-n-переход с очень малой площадью, а, следовательно, и малой барьерной емкостью (рис. 2.19).

Для импульсных диодов, кроме уже рассмотренных основных параметров, вводятся дополнительные: время восстановления, время установления, заряд переключения, импульсное прямое напряжение, импульсный прямой ток. Схема включения и обозначение такое же, как и у выпрямительных диодов.