O que é um diodo de recuperação rápida?

Um diodo é um dispositivo eletrônico comum com duas derivações; permite que um sinal elétrico passe em uma direção, mas bloqueia um sinal que tenta passar na outra direção. Em operação, um diodo alterna continuamente entre conduzir na direção desejada e bloquear na direção indesejada. Quando um diodo muda, leva um breve momento, chamado de tempo de recuperação, para recuperar e mudar de condução para bloqueio. Durante o tempo de recuperação, uma pequena quantidade de sinal pode passar na direção errada. Um diodo de recuperação rápida é um diodo projetado para ter o menor tempo de recuperação possível, para que o sinal indesejado não perturbe equipamentos de alta potência ou alta frequência.

Os diodos semicondutores padrão são feitos de duas peças de material, como o silício. Uma parte é carregada positivamente, chamada ânodo, e a outra é carregada negativamente, chamada cátodo. Esses diodos são chamados diodos de junção PN, após as duas seções carregadas e o efeito de comutação que ocorre na junção onde as duas peças se encontram.

Quando uma corrente elétrica entra no cátodo, ela não pode passar pelo cátodo com carga negativa do diodo, que compartilha a mesma carga elétrica, e é bloqueada. Uma corrente que entra através do ânodo, no entanto, pode passar através do ânodo carregado positivamente e continuar através do cátodo e fora do outro lado do diodo e para o restante do circuito. Na maioria das aplicações, como na conversão de um sinal CA para CC, um diodo alternava entre conduzir e bloquear regularmente.

Durante o tempo em que um diodo está conduzindo, a corrente que passa pelo diodo acumula uma carga negativa no ânodo normalmente positivo do diodo. Quando muda para o modo de bloqueio, essa carga acumulada permite que a corrente elétrica flua através do diodo na direção reversa até que a carga se dissipe. O tempo que essa carga leva para se dissipar e o diodo para começar a bloquear completamente o sinal é chamado de tempo de recuperação do diodo.

Para a maioria das aplicações, o tempo de recuperação de um diodo padrão, que geralmente tem menos de 100 milissegundos, não é um problema. Da mesma forma, o sinal que passa pelo diodo durante o tempo de recuperação geralmente é muito fraco para ser motivo de preocupação. Em certas aplicações de alta velocidade, alta frequência ou alta potência, no entanto, o tempo de recuperação de um diodo pode ser de importância crítica e exigir o uso de um diodo de recuperação rápido.

Operacionalmente, um diodo de recuperação rápida geralmente supera o longo tempo de recuperação de um diodo padrão usando um segmento de metal no lugar de um dos segmentos de semicondutores, como em um diodo de Schottky. Outro tipo de diodo de recuperação rápida, chamado diodo dopado com ouro, usa aditivos de ouro ou platina para aumentar a condutividade de um dos segmentos do diodo. Na prática, o uso de metal em vez de semicondutor fornece um diodo mais altamente condutor. Essa condutividade mais alta permite que a carga acumulada no diodo se dissipe a uma taxa muito mais rápida, geralmente na faixa de dezenas de nanossegundos, o que diminui bastante o tempo de recuperação do diodo.