Wat is een snel herstel diode?
Een diode is een gebruikelijk elektronisch apparaat met twee kabels; het laat een elektrisch signaal door in de ene richting, maar blokkeert een signaal dat in de andere richting probeert te passeren. In bedrijf schakelt een diode continu heen en weer tussen geleiding in de gewenste richting en blokkering in de ongewenste richting. Wanneer een diode schakelt, duurt het een kort moment, de hersteltijd genoemd, om te herstellen en over te schakelen van geleiden naar blokkeren. Tijdens de hersteltijd kan een kleine hoeveelheid signaal de verkeerde kant opgaan. Een snelle hersteldiode is een diode die is ontworpen om een zo kort mogelijke hersteltijd te hebben, zodat het ongewenste signaal hoogvermogen- of hoogfrequentapparatuur niet verstoort.
Standaard halfgeleiderdiodes zijn gemaakt van twee stukken materiaal, zoals silicium. Het ene stuk is positief geladen, de anode genoemd, en het andere is negatief geladen, de kathode genoemd. Dergelijke diodes worden PN-junctiediodes genoemd, na de twee geladen secties en het schakeleffect dat plaatsvindt op de kruising waar de twee stukken elkaar ontmoeten.
Wanneer een elektrische stroom de kathode binnenkomt, kan deze niet door de negatief geladen kathode van de diode, die dezelfde elektrische lading deelt, en wordt geblokkeerd. Een stroom die door de anode binnenkomt, kan echter door de positief geladen anode gaan en door de kathode en uit de andere kant van de diode naar de rest van het circuit gaan. In de meeste toepassingen, zoals bij het converteren van een AC-signaal naar DC, schakelde een diode regelmatig tussen geleiden en blokkeren.
Gedurende de tijd dat een diode geleidt, bouwt de stroom die door de diode gaat een negatieve lading op in de normaal positieve anode van de diode. Wanneer het vervolgens overschakelt naar de blokkeermodus, zorgt die opgebouwde lading ervoor dat elektrische stroom in omgekeerde richting door de diode stroomt totdat de lading verdwijnt. De tijd die deze lading nodig heeft om te verdwijnen en de diode om het signaal volledig te blokkeren, wordt de hersteltijd van de diode genoemd.
Voor de meeste toepassingen is de hersteltijd van een standaarddiode, die meestal minder dan 100 milliseconden lang is, geen probleem. Evenzo is het signaal dat door de diode passeert tijdens de hersteltijd vaak te zwak om van belang te zijn. In bepaalde toepassingen met hoge snelheid, hoge frequentie of hoog vermogen kan de hersteltijd van een diode echter van cruciaal belang zijn en het gebruik van een snelle hersteldiode vereisen.
Operationeel overwint een snel herstellende diode meestal de lange hersteltijd van een standaard diode door een metalen segment te gebruiken in plaats van een van de halfgeleidersegmenten, zoals in een Schottky-diode. Een ander type snel herstellende diode, een met goud gedoteerde diode, gebruikt goud- of platina-additieven om de geleidbaarheid van een van de segmenten van de diode te verhogen. In de praktijk zorgt het gebruik van metaal in plaats van halfgeleider voor een meer geleidende diode. Deze hogere geleidbaarheid zorgt ervoor dat de lading die in de diode is opgebouwd, veel sneller verdwijnt, meestal binnen het bereik van tientallen nanoseconden, wat de hersteltijd van de diode aanzienlijk verkort.