Включение диода. 
Силовая электроника

Предположим, что в исходном состоянии диод выключен под воздействием обратного напряжения (uVD uR. При подаче на диод прямого напряжения в момент t = tQ начинается процесс включения диода (рис. 1.3). Первый его этап характеризуется разрядом барьерной емкости и ростом тока iVD со скоростью, ограниченной главным.

Рис. 1.3. Диаграммы тока и напряжения в процессе включения диода образом индуктивностью L. Включение заканчивается в момент t = t_v когда напряжение между анодом и катодом (u_VD) принимает установившееся значение, соответствующее прямому току. При высокой скорости нарастания прямого тока (кривая 1 на рис. 1.3) из-за наличия собственной индуктивности выводов диода возможно некоторое превышение прямого напряжения на диоде над установившимся значением. При снижении скорости нарастания прямого тока (кривая 2 на рис. 1.3) всплеск прямого напряжения отсутствует, общее время включения увеличивается, и процесс завершается в момент времени t = t₂.

Выключение диода.

Выключение диода происходит при подаче обратного напряжения на включенный диод, по которому протекает прямой ток iP В результате ток в диоде начинает спадать до нуля со скоростью, определяемой индуктивностью L в контуре цени подключенного источника обратного напряжения (рис. 1.4). До подключения источника обратного напряжения в момент времени t = t0 диод находился в проводящем состоянии, и в нем был накоплен избыточный заряд носителей. Начиная с момента времени t = t0 ток в диоде убывает со скоростью diF/dt, а избыточный заряд рассасывается. В момент времени t = t{ ток проходит через нуль и через диод начинает протекать обратный ток iRR. В момент времени t =^{заканчивается} процесс рассасывания избыточного заряда и диод восстанавливает свои запирающие свойства, блокируя протекание обратного тока iRR (в момент t = t2 обратный ток достигает максимального значения IRRM). Ток начинает спадать со скоростью, зависящей от типа диода (на рис. 1.4 кривая 1.

Рис. 1.4. Диаграммы тока и напряжения в процессе выключения диода соответствует плавному уменьшению обратного тока, а кривая 2 — резкому). Спад обратного тока из-за наличия индуктивности L в цепи коммутации вызывает появление перенапряжения на выключающемся диоде. В момент времени t = t_3y когда обратный ток уменьшится в четыре раза, процесс восстановления запирающих свойств можно считать законченным. Интервал времени t_RR = t₃— t_x — время обратного восстановления диода.

Основные типы силовых диодов.

По основным параметрам и назначению диоды принято разделять на три группы: общего назначения, быстровосстанавливающиеся и диоды Шоттки. Время обратного восстановления диодов общего назначения tRR> 25 мкс, что ограничивает их использование в цепях с частотой выше 1 кГц. Быстровосстанавливающиеся диоды имеют tRR мкс, могут использоваться в высокочастотных цепях, однако допустимые значения тока (до 1 кА) и обратного напряжения (до 3 кВ) в несколько раз ниже, чем у диодов общего назначения. Время восстановления у диодов Шоттки не превышает 0,3 мкс вследствие снижения инерционности из-за отсутствия накопления неосновных носителей, предельное обратное напряжение составляет 100 В. Такие диоды используются в высокочастотных и импульсных цепях низкого напряжения.