Co to jest dioda szybkiego odzyskiwania?
Dioda jest powszechnym urządzeniem elektronicznym z dwoma przewodami; pozwala na przejście sygnału elektrycznego w jednym kierunku, ale zablokuje sygnał, który próbuje przejść w drugim kierunku. Podczas pracy dioda stale przełącza się między przewodzeniem w pożądanym kierunku a blokowaniem w niepożądanym kierunku. Kiedy dioda się przełącza, potrzeba krótkiej chwili, zwanej czasem regeneracji, aby odzyskać i zmienić z przewodzenia na blokowanie. W czasie regeneracji niewielka ilość sygnału może przejść w złym kierunku. Dioda szybkiej regeneracji jest diodą zaprojektowaną tak, aby miała możliwie jak najkrótszy czas regeneracji, dzięki czemu niepożądany sygnał nie zakłóca urządzeń o dużej mocy lub wysokiej częstotliwości.
Standardowe diody półprzewodnikowe są wykonane z dwóch kawałków materiału, takich jak krzem. Jeden element jest naładowany dodatnio, zwany anodą, a drugi jest naładowany ujemnie, zwany katodą. Takie diody nazywane są diodami łączącymi PN, po dwóch naładowanych sekcjach i działaniu przełączającym, które ma miejsce na skrzyżowaniu, w którym spotykają się dwie części.
Gdy prąd elektryczny wchodzi do katody, nie może on przejść przez ujemnie naładowaną katodę diody, która ma ten sam ładunek elektryczny i jest zablokowana. Prąd wpływający przez anodę może jednak przepływać przez dodatnio naładowaną anodę i dalej przez katodę, z drugiej strony diody i dalej do reszty obwodu. W większości zastosowań, takich jak konwersja sygnału prądu przemiennego na prąd stały, dioda regularnie przełącza się między przewodzeniem a blokowaniem.
Podczas przewodzenia diody prąd przepływający przez diodę wytwarza ujemny ładunek w normalnie dodatniej anodzie diody. Gdy następnie przełączy się w tryb blokowania, ten nagromadzony ładunek umożliwia przepływ prądu elektrycznego przez diodę w odwrotnym kierunku, aż ładunek się rozproszy. Czas rozproszenia ładunku i diody, aby całkowicie zablokować sygnał, nazywany jest czasem odzyskiwania diody.
W przypadku większości aplikacji czas odzyskiwania standardowej diody, który zwykle jest krótszy niż 100 milisekund, nie stanowi problemu. Podobnie sygnał przechodzący przez diodę w czasie regeneracji jest często zbyt słaby, aby wzbudzać obawy. Jednak w niektórych zastosowaniach o wysokiej prędkości, wysokiej częstotliwości lub dużej mocy czas odzyskiwania diody może mieć kluczowe znaczenie i wymagać zastosowania diody szybkiego odzysku.
Funkcjonalnie szybka dioda odzyskująca zwykle pokonuje długi czas odzyskiwania diody standardowej poprzez zastosowanie metalowego segmentu zamiast jednego z segmentów półprzewodnikowych, takiego jak dioda Schottky'ego. Inny rodzaj diody szybkiego odzysku, zwany diodą domieszkowaną złotem, wykorzystuje dodatki złota lub platyny w celu zwiększenia przewodności jednego z segmentów diody. W praktyce zastosowanie metalu zamiast półprzewodnika zapewnia diodę o większej przewodności. Ta wyższa przewodność pozwala na rozproszenie ładunku gromadzonego w diodzie z dużo większą prędkością, zwykle w zakresie dziesiątek nanosekund, co znacznie skraca czas odzyskiwania diody.