二極管是用半導(dǎo)體材料（硅、硒、鍺等）制成的一種電子器件，相信大家在物理課中，都學(xué)過(guò)二極管的一些知識(shí)。為增進(jìn)大家對(duì)二極管的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)階躍恢復(fù)二極管予以介紹。如果你對(duì)二極管具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

　　階躍二極管又被稱(chēng)為階躍恢復(fù)二極管，從導(dǎo)通切換到關(guān)閉時(shí)的反向恢復(fù)時(shí)間trr短，因此，其特長(zhǎng)是急速地變成關(guān)閉的轉(zhuǎn)移時(shí)間顯著地短。如果對(duì)階躍二極管施加正弦波，那么，因tt（轉(zhuǎn)移時(shí)間）短，所以輸出波形急驟地被夾斷，故能產(chǎn)生很多高頻諧波。它也是一種具有PN結(jié)的二極管。其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是：在PN結(jié)邊界處具有陡峭的雜質(zhì)分布區(qū)，從而形成“自助電場(chǎng)”。由于PN結(jié)在正向偏壓下，以少數(shù)載流子導(dǎo)電，并在PN結(jié)附近具有電荷存貯效應(yīng)，使其反向電流需要經(jīng)歷一個(gè)“存貯時(shí)間”后才能降至最小值（反向飽和電流值）。

　　階躍恢復(fù)二極管是一種特殊的變?nèi)莨?，也稱(chēng)作電荷儲(chǔ)存二極管，簡(jiǎn)稱(chēng)階躍管，它具有高度非線性的電抗，應(yīng)用于倍頻器時(shí)代獨(dú)有的特點(diǎn)，利用其反向恢復(fù)電流的快速突變中所包含的豐富諧波，可獲得高效率的高次倍頻，它是微波領(lǐng)域中優(yōu)良的倍頻元件。

　　階躍管的特性是建立在PN結(jié)雜質(zhì)的特殊分布上，和變?nèi)莨芟嗨疲闹绷鞣蔡匦耘c一般PN結(jié)構(gòu)相同。

　　它與快恢復(fù)二極管有所不同，其主要特點(diǎn)是關(guān)斷時(shí)的下降時(shí)間tf幾乎為0（為ps數(shù)量級(jí)），但是，其存儲(chǔ)時(shí)間ts卻比較長(zhǎng)。而快恢復(fù)二極管這種高速開(kāi)關(guān)管的存儲(chǔ)時(shí)間和下降時(shí)間都很短，所以其總的反向恢復(fù)時(shí)間很短。不過(guò)，在實(shí)現(xiàn)很短的反向恢復(fù)時(shí)間中所采取的措施，主要是著眼于減短存儲(chǔ)時(shí)間，而下降時(shí)間還往往對(duì)開(kāi)關(guān)性能有著一定的影響（即關(guān)斷時(shí)的反向電流波形有一定的拖尾）。

　　階躍恢復(fù)二極管的特性：在存儲(chǔ)電荷消失之后（t=ts時(shí)）反向電流突然降為0，即消除了關(guān)斷時(shí)的反向電流拖尾。這種二極管不僅具有極短的下降時(shí)間，而且也具有很好的正向?qū)щ娦阅?。正因?yàn)檫@種很好的正向?qū)щ娦?，所以它在正向電壓時(shí)將會(huì)存儲(chǔ)大量的少數(shù)載流子電荷，同時(shí)關(guān)斷的存儲(chǔ)時(shí)間也較長(zhǎng)。由于階躍恢復(fù)二極管在正向工作時(shí)將存儲(chǔ)有大量的少數(shù)載流子電荷，所以它是一種很好的所謂電荷存儲(chǔ)二極管。

　　如何實(shí)現(xiàn)階躍恢復(fù)二極管在關(guān)斷過(guò)程中的下降時(shí)間tf≈0?基本的考慮應(yīng)該是：當(dāng)存儲(chǔ)時(shí)間ts結(jié)束后，在p-n結(jié)勢(shì)壘區(qū)邊緣處的少數(shù)載流子濃度梯度需要變?yōu)?。這可采用在擴(kuò)散區(qū)中設(shè)置由勢(shì)壘區(qū)指向擴(kuò)散區(qū)的內(nèi)建電場(chǎng)來(lái)達(dá)到。因?yàn)檫@種方向的內(nèi)建電場(chǎng)雖然對(duì)于少數(shù)載流子的正向擴(kuò)散具有加速作用，但是對(duì)于反向的擴(kuò)散卻具有阻擋作用，即在p-n結(jié)關(guān)斷時(shí)具有拉住少數(shù)載流子、不讓它們流入勢(shì)壘區(qū)的作用；這樣一來(lái)，在全部存儲(chǔ)的少數(shù)載流子消失之前，在勢(shì)壘區(qū)邊緣處的少數(shù)載流子濃度不可能變?yōu)?，于是就必能得到dp/dx=0，即反向擴(kuò)散電流很快下降到0，所以下降時(shí)間tf≈0。階躍恢復(fù)二極管中的內(nèi)建電場(chǎng)可通過(guò)不均勻的摻雜技術(shù)來(lái)引入。實(shí)際上，該二極管在結(jié)構(gòu)上往往就是界面附近處的摻雜濃度分布非常陡峭的p-i-n結(jié)（通常可采用外延技術(shù)來(lái)形成）。因?yàn)殡A躍恢復(fù)二極管具有這種較為特殊的、與變?nèi)荻O管相似的雜質(zhì)濃度分布，所以該二極管也可以看成是一種特殊的變?nèi)荻O管。

　　如何制作階躍恢復(fù)二極管？所采用的Si，往往是少數(shù)載流子壽命較長(zhǎng)的材料（0.5～5μs），用以獲得較多的存儲(chǔ)電荷；而在制作快恢復(fù)二極管時(shí)，為了減短存儲(chǔ)時(shí)間，所采用的Si材料的少數(shù)載流子壽命都是很短的（比階躍恢復(fù)二極管的約短1000倍）。

　　階躍恢復(fù)二極管的直流伏安特性與一般p-n結(jié)的相同；一般，其正向壓降較低，反向擊穿電壓較高（采用p-i-n結(jié)構(gòu)之故）。但它在瞬態(tài)響應(yīng)上非常特殊，由于其下降時(shí)間≈0，關(guān)斷時(shí)電流的變化很急速（電流波形陡峭），因此它是一種具有高度非線性特性的電抗元件，所以在電路應(yīng)用中能夠產(chǎn)生出豐富的諧波分量。從而，階躍恢復(fù)二極管可用于倍頻器、高速脈沖整形與發(fā)生器以及高頻諧波發(fā)生器等。在用作倍頻器時(shí)，在高達(dá)20次倍頻中仍然能夠保持較高的效率，故它是一種優(yōu)良的微波倍頻元件。

　　當(dāng)然，如果能夠做到不僅存儲(chǔ)時(shí)間很短，而且下降時(shí)間也像階躍恢復(fù)二極管那樣近似為0，則這種二極管就必然是極其優(yōu)良的超高速開(kāi)關(guān)二極管。

　　以上便是此次小編帶來(lái)的二極管相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文，希望大家對(duì)二極管具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!

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