步恢复二极管是一种掺杂异常的半导体器件;它也是一个电压依赖性可变电容器。在结区附近掺杂密度非常小。因此,在结附近载流子的密度也很低。由于在结附近的电荷存储可以忽略不计,这将导致二极管的快速开关在陈述从状态。
它也被用作充电控制开关由于其在低频下的快速切换,因此在各种应用中。步骤恢复二极管以低频为单位为普通二极管,即它们在向前偏置并充当反向偏置模式的开路时进行。但是,当它从正向偏置切换以反转偏置它即时变化状态。
在高频率时,切换过程需要时间。因此,在短时间内,正向电流在输入电压的反向循环中继续流动。这是因为载流子储存在结附近,虽然它们的密度很低,但频率较高,它们需要一段时间才能从结排出。
当载流子接近结时,载流子的浓度降低,因此,出现了相反的现象吸附-关闭发生。因此也称二极管关掉二极管
步进恢复二极管的构造
这以与普通二极管类似的方式构造。主要区别是掺杂强度。的掺杂分布利用下面的图来说明步进恢复二极管的特性。
从上图可以明显看出,在结处掺杂密度减小。这导致了连接处移动载流子的减少。这是实现步进恢复二极管快速开关的必要效果。
步进恢复二极管的工作原理
我们已经讨论过,它表现为低频下的典型二极管。最初,该二极管提供约1欧姆的极低阻抗,但逐渐其阻抗开始由于在接线处的电荷存储而增加。
现在,当输入的负循环作用时,载流子需要一段时间才能完全从结中漏出或从结中脱落,因此,在负输入循环开始时,可以观察到少量电流。
的开关时间步进恢复二极管非常小即大约很少纳秒。这赋予生成非常尖锐的脉冲的能力在波形电路。
步进恢复二极管的优缺点
- 更多的正向电流:它比传统二极管更快地产生正向电流。
- 快速切换时间:切换所需时间低,响应速度快。
- 锋利的谐波:它有能力产生非常尖锐的脉冲,这是重要的脉冲发生器。
- 高效:这些二极管具有高效率。
- 不适合在较高频率:二极管的缺点是开关速度随频率的增加而降低。
步进恢复二极管的应用
- 步进恢复二极管作为倍增器:它们可以将信号频率提高20倍。的快速切换时间步恢复二极管赋予它们产生强烈脉冲的能力。在正向偏置期间,他们储存电荷,当反向偏置时,他们使用这个电荷产生谐波。
下面是使用步进恢复二极管的倍频器图,可以更清楚地理解这一点。
该装置产生的脉冲上升时间等于骤停时间。利用滤波电路提取所需频率的信号。步进恢复二极管的截止频率范围为200ghz - 300ghz。因此,这种高的截止频率范围使二极管可以作为工作频率约为10ghz的电路的乘法器。
- 步进恢复二极管作为谐波发生器:步进恢复二极管产生尖锐脉冲的能力使得适合用作用于产生不同脉冲的谐波发生器。
- 它用于电压控制的振荡器。
- 它用于一个频率合成器。
- 梳状波发生器:用于梳状发生器中产生输入信号的多次谐波。这种装置的输出波形与梳齿相似。因此,该设备的名称为梳状波发生器。
- 抽样阶段检测器:用于通信系统的采样鉴相器中检测相位。
这些都是步进恢复二极管的重要应用。在通信系统中,信号调制阶段采用阶跃恢复二极管。
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