二极管的关断特性

登录 · 发表于 2020-12-20 11:54

本帖最后由 xukun977 于 2020-12-20 11:56 编辑

本来这些内容是准备在视频交流中说的，现在话敢话说到这儿，就提前拿出来先说说。

如下图所示，在t=0之前，二极管上施加的正向压降，二极管导通，流过的电流近似为V/R=If
在t=0的时候，激励电压反向，现在看看二极管中的电流和电压之间的关系。

上图中右下侧是n型侧的少数载流子空穴的浓度曲线Pn~x关系图，它是指数规律衰减的。

登录 · 发表于 2020-12-20 12:03

本帖最后由 xukun977 于 2020-12-20 12:14 编辑

既然二极管中的电流在t=0时，二极管中电流由正的If突变为负的-Ir，那么根据电流和载流子之间的关系，此时突变的是载流子浓度梯度：

在x=0处，浓度梯度由负变正，意味着少数载流子空穴的分布应该变成：

上图中蓝线是t=0之后的一个极短时刻的浓度分布。

既然电流是反向的，那么意味着此时组成电流的空穴，应该从n型区运动到p型区。
但是请注意，虽然浓度梯度是突变的，但是Pn‘(0)几乎是不变的！！！所以我们推断出来二极管上的电压v，也是几乎不变的。

所以，二极管两端的电压曲线近似为：

如果不懂得这个物理机理，一般人就很难理解这个曲线了，日常中他们理解二极管导通，都是根据压降v是不是大于0.7V这个依据，怎么这里二极管电压不变，电流居然会变成反向，天理难容啊。

发表于 2020-12-20 12:18

这个帖子不能再写了，因为我估计HWM大师的钢牙，都快咬碎了。

H大师暗自忖道：你这个乌龟王八蛋，居然比老子我懂的还多，我要沙了你，不然以后老子我在论坛上的霸主地位不保了。。。

所以，这个帖子坚决不能再写下去了。，不然H大师身心健康会受到重创。

发表于 2020-12-20 15:55

xukun977 发表于 2020-12-20 12:03
既然二极管中的电流在t=0时，二极管中电流由正的If突变为负的-Ir，那么根据电流和载流子之间的关系，此时突 ...

t=0+时刻，X=0 处的少子浓度值（因PN结压降几乎不变）故Pn(0)几乎可认为不变，且Pn(0)仍旧远大于N区平衡时的N区少子浓度值Pn0，于是依旧存在向右x正方向扩散的少子浓度梯度，如此应存在向右方向流出N区的扩散电流，但如此无法解释前述的PN结外电流突变且反向，故应改理解方式为前述的“Pn(x)曲线在X=0+处存在一个尖峰，如此 X=0+处（如x=1um）出现 “正少子浓度梯度”，故电流就变为流入N区实现PN结外电流突变且反向。请教徐老师，X=0+处存在一个尖峰的机理是什么，此时少子浓度的分布不在服从指数关系了么？还有就是尖峰右侧依旧为“存在向右x正方向扩散的少子浓度梯度”，这样的电流方向不应该还是“流出N区”么？

发表于 2020-12-20 16:03

upup

发表于 2020-12-20 17:35

122013137 发表于 2020-12-20 15:55
t=0+时刻，X=0 处的少子浓度值（因PN结压降几乎不变）故Pn(0)几乎可认为不变，且Pn(0)仍旧远大于N区平衡 ...

文中已经说明：少数载流子空穴要从N型侧被吸引到P型侧，好比一群学生下课了往教室外面挤，前面的逃离速度最快，尤其是站在门口的，不想出去都不行的，后面一推就出去了。

发表于 2020-12-20 18:17

xukun977 发表于 2020-12-20 17:35
文中已经说明：少数载流子空穴要从N型侧被吸引到P型侧，好比一群学生下课了往教室外面挤，前面的逃离速 ...

谢谢徐老师，还有尖峰右侧依旧为“存在向右x正方向扩散的少子浓度梯度”，这样的电流方向不应该还是“流出N区” 么

发表于 2020-12-22 18:50

xukun977 发表于 2020-12-20 12:03
既然二极管中的电流在t=0时，二极管中电流由正的If突变为负的-Ir，那么根据电流和载流子之间的关系，此时突 ...

硅 PN结，正向电压小于 0.3V 就视为截止了，
电压反了，电流流向才会反，反向恢复瞬间，PN结「压降不变」，那除非是「短路」(相当于 0Ω 电阻)，
反向恢复瞬间对电源的加载程度若可忽略，则 PN结的反向压降只随施加电压而动，不因反向恢复过程而变(表现为很大的反向电流)，
这实验若用电流源来做，反向压降会随反向恢复过程而变吧？

发表于 2020-12-22 21:31

反向恢复
在这些存储电荷消失前，PN结仍处于正向偏置？！

发表于 2020-12-22 21:35

本帖最后由 hk6108 于 2020-12-22 21:38 编辑

hk6108 发表于 2020-12-22 21:31
反向恢复
在这些存储电荷消失前，PN结仍处于正向偏置？！

删除

发表于 2020-12-22 21:37

https://blog.csdn.net/qlexcel/article/details/78944921

发表于 2020-12-23 20:41

反向恢复时有一个小电流可以理解，但那么大的尖峰决无可能

登录 · 发表于 2020-12-23 20:49

tianxiongweitxw 发表于 2020-12-23 20:41
反向恢复时有一个小电流可以理解，但那么大的尖峰决无可能

说不行，得给个像样的理由，而不是基于直觉瞎猜。

某个人憋了半个多月了，翻书/查资料/百度，各种手段都用上了，结果就憋出来一句话：

发表于 2020-12-23 21:10

就算有反向暖瞬时时电流，也要受到欧姆定律限制，电路中电阻摆在那里，如果有尖峰电流，必然有尖峰电压，且波形和电流应一样，。问题是光峰电压那来的，除非有电路电感，但怎么等效，二极管的等效电感也很小，没可能储存那么多的电磁能。如果是正向导通的电容效应，电压也只有0.7伏，也不至于放个尖脉冲电流出来。换路的暂态效应，不外乎等效电感和等效电容造成的，二极管的这两个参数不可能有那么大

发表于 2020-12-23 21:30

大师的分析还有一个明显的问题，di/dt.换向时电流实际已经非常接近0了，这个数实际上很小了

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