上一篇文章我們?cè)敿?xì)討論了二極管的結(jié)電容：勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容。我們也知道了數(shù)據(jù)手冊(cè)中所給出的結(jié)電容參數(shù)，它的大小和反向恢復(fù)時(shí)間沒有關(guān)系。如下表所示：

通過上表可以反推，里面的結(jié)電容其實(shí)指的是勢(shì)壘電容。

我們還是以ES1J數(shù)據(jù)手冊(cè)給出的參數(shù)為例，可以看出，它測(cè)試出來的結(jié)電容參數(shù)是有條件的：VR=4.0V，f=1.0MHz。那么，這里面的VR指的就是加在二極管兩端的反向電壓，reverse反向的意思。所以，得出一個(gè)結(jié)論：二極管的反向恢復(fù)時(shí)間和擴(kuò)散電容是有關(guān)系的。擴(kuò)散電容越大，反向恢復(fù)時(shí)間越長(zhǎng)；擴(kuò)散電容越小，反向恢復(fù)時(shí)間越短。同時(shí)，我們也分析過，正向?qū)ǖ?a href="http://www.brongaenegriffin.com/tags/電流/" target="_blank">電流越大，擴(kuò)散電容也就越大。也就是說，如果正向?qū)娏髟酱蟮脑?，少?shù)載流子的積累效應(yīng)就越強(qiáng)。

事實(shí)表明，PN結(jié)正偏的時(shí)候，結(jié)電容主要是擴(kuò)散電容，PN結(jié)反偏的時(shí)候，結(jié)電容主要是勢(shì)壘電容。

我們?cè)倩氐阶畛醯囊蓡枺悍聪蚧謴?fù)時(shí)間和結(jié)電容（擴(kuò)散電容）什么關(guān)系？

反向恢復(fù)時(shí)間

由PN結(jié)構(gòu)成的二極管都會(huì)有一個(gè)Trr的參數(shù)，這個(gè)參數(shù)就是二極管的反向恢復(fù)時(shí)間。trr這個(gè)參數(shù)決定了二極管的最高工作頻率。那反向恢復(fù)時(shí)間到底是怎么來的呢？我們來看下面這個(gè)圖。

在開關(guān)撥到左邊1時(shí)，二極管接正向電源，正向電流IF=（Vf-Vpn）/Rf?？梢韵胂螅藭r(shí)PN結(jié)處充斥的很多的載流子，也就是存儲(chǔ)了很多的電荷。如果我們觀察半導(dǎo)體內(nèi)部，會(huì)發(fā)現(xiàn)，整個(gè)PN結(jié)，包括內(nèi)建電場(chǎng)區(qū)，到處都有載流子存在。也就是說，現(xiàn)在整個(gè)PN結(jié)相當(dāng)于是良導(dǎo)體，如果電源迅速反向，電流也是可以迅速反向的。

我們看上面這幅圖。在開關(guān)撥到右邊0時(shí)，二極管接反向電源，但是此時(shí)PN結(jié)正偏的特性不會(huì)馬上改變。為什么PN結(jié)的正偏特性不會(huì)改變呢？

可以這么看，PN結(jié)反偏時(shí)內(nèi)建電場(chǎng)區(qū)是基本沒有電荷的，很明顯，現(xiàn)在存了很多電荷，不把這些電荷搞掉，正偏特性不會(huì)變化的。也可以理解為是結(jié)電容導(dǎo)致電壓不能突變，電荷沒放完，結(jié)兩端的電壓就不會(huì)變反向。

與此同時(shí)，因?yàn)榇鎯?chǔ)了大量電荷，此時(shí)PN結(jié)可以看成良導(dǎo)體，電流立馬反向，反向電流IR=（Vr+Vpn）/Rr。不過需要注意，這時(shí)電流的成因是少數(shù)載流子反向運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，隨著時(shí)間推移，少數(shù)載流子數(shù)量是越來越少的。

看上面這幅圖，剛才說到，隨著時(shí)間的推移從t0時(shí)刻到ts時(shí)刻，少數(shù)載流子數(shù)量越來越少，當(dāng)t>ts之后，中間被阻斷，那是不是整體電流就立馬下降到0呢？其實(shí)不是的，電流還是存在的，這是暫態(tài)電流。因?yàn)镻區(qū)和N區(qū)各自剩余的少數(shù)載流子并沒有達(dá)到熱平衡，最終會(huì)復(fù)合消失，這個(gè)復(fù)合會(huì)產(chǎn)生電流。

這個(gè)可能不好理解，中間都斷了，不允許電荷穿過，怎么還能有電流呢？我們知道，只有形成閉合回路，才能產(chǎn)生電流，這個(gè)電流指的是恒定的電流，也就是說串聯(lián)電路中的電流處處相等。實(shí)際上不形成回路也能有電流，那么電流是怎么產(chǎn)生的呢？電荷流動(dòng)，就是電流。沒有回路，也能有電流，那叫暫態(tài)電流。就好比一根水管，堵住一端，水也能流進(jìn)，直到水管滿為止。

所以，盡管中間阻斷了，也還是有電流的，只有當(dāng)重新達(dá)到熱平衡，復(fù)合電流才會(huì)為0。整個(gè)過程，電源電壓，二極管兩端電壓，反向電流的波形圖如下所示，圖中的trr就是反向恢復(fù)時(shí)間。

有時(shí)也會(huì)看到上面這樣的圖，二極管反向電流最大值的地方并不是平的，并且二極管兩端電壓會(huì)出現(xiàn)反向尖峰。那到底哪個(gè)圖是對(duì)的呢？其實(shí)，這個(gè)差異，僅僅只是電路的不同。如果看明白前面說的二極管反向恢復(fù)電流的形成過程，這個(gè)圖也就能理解了。

前面畫的波形，我們的電路中串聯(lián)有電阻，當(dāng)沒有這個(gè)電阻的時(shí)候，或者說電阻很小的時(shí)候。反向電流會(huì)非常大，而從正向電流變?yōu)榉聪螂娏?，這需要時(shí)間，這會(huì)導(dǎo)致di/dt非常大。此時(shí)，電路中的電感就不能忽略了，因?yàn)橛须姼械拇嬖?，?dǎo)致二極管兩端會(huì)存在比電源還大的電壓，也就是反向電壓尖峰。

整個(gè)過程如下：

1、在t0之前，電感有正向的電流IF。

2、在t0時(shí)刻，電源突然反向，因?yàn)槎O管內(nèi)部充滿電荷，此時(shí)相當(dāng)于導(dǎo)體，所以壓降很小，這導(dǎo)致反向電壓全都落在了電感上面，因此電流以斜率為di/dt=(Vr+Vpn)/L下降。

3、在ts時(shí)刻，二極管開始恢復(fù)阻斷能力，此時(shí)電流達(dá)到最大，隨后反向電流會(huì)下降。

4、在ts之后，二極管的電流為復(fù)合電流，隨著載流子越來越少，電流也越來越小。此時(shí)電感會(huì)阻礙電流變小，因此會(huì)產(chǎn)生反向感應(yīng)電壓，這會(huì)導(dǎo)致在二極管兩側(cè)的反向電壓比電源電壓還大，也就是會(huì)出現(xiàn)反向電壓尖峰Vrm。隨著時(shí)間越來越長(zhǎng)，復(fù)合電流基本為0了，電感電壓也就基本為0了，此時(shí)二極管兩端電壓也就等于電源電壓Vr。

總的來說，反向恢復(fù)時(shí)間就是正向?qū)〞r(shí)PN結(jié)存儲(chǔ)的電荷耗盡所需要的時(shí)間。因此，就很容易明白下面這些：

1、反向電源電壓越小，反向恢復(fù)電流越小，電荷耗盡越慢，反向恢復(fù)時(shí)間越長(zhǎng)。

2、正向電流越大，存儲(chǔ)的電荷越多，耗盡時(shí)間越長(zhǎng)，反向恢復(fù)時(shí)間越長(zhǎng)。

3、半導(dǎo)體材料的載流子復(fù)合效率越低，壽命越長(zhǎng)，電荷耗盡時(shí)間越長(zhǎng)，反向恢復(fù)時(shí)間越長(zhǎng)。