ไดโอดกู้คืนที่รวดเร็วคืออะไร?

ไดโอดเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปที่มีสองสาย ช่วยให้สัญญาณไฟฟ้าผ่านในทิศทางเดียว แต่จะบล็อกสัญญาณที่พยายามส่งผ่านไปในทิศทางอื่น ในการทำงานไดโอดจะสลับไปมาอย่างต่อเนื่องระหว่างการดำเนินการในทิศทางที่ต้องการและการบล็อกในทิศทางที่ไม่พึงประสงค์ เมื่อสวิตช์ไดโอดจะใช้เวลาครู่หนึ่งเรียกว่าเวลาการกู้คืนเพื่อกู้คืนและเปลี่ยนจากการดำเนินการเพื่อการปิดกั้น ในช่วงเวลาพักฟื้นสัญญาณจำนวนเล็กน้อยสามารถผ่านไปในทิศทางที่ผิด ไดโอดกู้คืนที่รวดเร็วเป็นไดโอดที่ออกแบบมาให้มีเวลากู้คืนน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ดังนั้นสัญญาณที่ไม่พึงประสงค์จะไม่รบกวนอุปกรณ์กำลังสูงหรืออุปกรณ์ความถี่สูง

ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์มาตรฐานทำจากวัสดุสองชิ้นเช่นซิลิคอน ชิ้นหนึ่งมีประจุบวกเรียกว่าขั้วบวกและอีกขั้วหนึ่งประจุลบเรียกว่าขั้วลบ ไดโอดดังกล่าวเรียกว่า PN junction diodes หลังจากส่วนที่มีประจุสองส่วนและเอฟเฟกต์การสลับที่เกิดขึ้นที่ทางแยกที่พบกันทั้งสองชิ้น

เมื่อกระแสไฟฟ้าเข้าสู่แคโทดจะไม่สามารถผ่านแคโทดที่มีประจุลบของไดโอดซึ่งจะมีประจุไฟฟ้าเดียวกันและถูกบล็อก อย่างไรก็ตามกระแสที่ไหลผ่านขั้วบวกนั้นสามารถผ่านขั้วบวกที่มีประจุบวกและผ่านขั้วลบและออกจากด้านอื่น ๆ ของไดโอดและไปยังส่วนที่เหลือของวงจร ในแอปพลิเคชันส่วนใหญ่เช่นเมื่อแปลงสัญญาณ AC เป็น DC ไดโอดจะสลับไปมาระหว่างการใช้งานและการบล็อกเป็นประจำ

ในช่วงเวลาที่ไดโอดดำเนินการกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านไดโอดจะสร้างประจุลบในขั้วบวกบวกปกติของไดโอด เมื่อมันเปลี่ยนเป็นโหมดการปิดกั้นประจุที่มีอยู่ในตัวจะช่วยให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านไดโอดในทิศทางตรงกันข้ามจนกว่าประจุจะหายไป เวลาที่ประจุนี้สลายตัวและไดโอดเริ่มบล็อกสัญญาณอย่างเต็มที่เรียกว่าเวลาการฟื้นตัวของไดโอด

สำหรับแอปพลิเคชันส่วนใหญ่เวลากู้คืนของไดโอดมาตรฐานซึ่งโดยปกติจะมีความยาวน้อยกว่า 100 มิลลิวินาทีไม่เป็นปัญหา ในทำนองเดียวกันสัญญาณที่ผ่านไดโอดในช่วงเวลาการกู้คืนมักจะอ่อนแอเกินไปที่จะกังวล ในแอปพลิเคชันความเร็วสูงความถี่สูงหรือพลังงานสูงบางอย่างเวลาในการกู้คืนไดโอดนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งและจำเป็นต้องใช้ไดโอดกู้คืนที่รวดเร็ว

ในทางปฏิบัติไดโอดกู้คืนที่รวดเร็วมักจะเอาชนะเวลาในการกู้คืนที่ยาวนานของไดโอดมาตรฐานโดยใช้เซ็กเมนต์โลหะแทนเซกเตอร์เซมิคอนดักเตอร์กลุ่มหนึ่งเช่นในไดโอด Schottky ไดโอดกู้คืนแบบเร็วอีกชนิดหนึ่งเรียกว่าไดโอดทองเจือใช้สารเติมแต่งทองคำหรือทองคำขาวเพื่อเพิ่มการนำไฟฟ้าของเซ็กเมนต์ของไดโอด ในทางปฏิบัติการใช้โลหะแทนเซมิคอนดักเตอร์ให้ไดโอดนำไฟฟ้าสูงขึ้น ค่าการนำไฟฟ้าที่สูงขึ้นนี้ช่วยให้ประจุที่สร้างขึ้นในไดโอดกระจายตัวในอัตราที่เร็วกว่ามากโดยปกติจะอยู่ในช่วงนาโนวินาทีซึ่งจะทำให้เวลาในการฟื้นตัวของไดโอดลดลงอย่างมาก