Режим выключения

Режим выключения быстрых диодов определяется снижением заряда до нуля. На рис.1.30 показан режим для жестких диодов, на рис.1.31 - для диодов с мягким восстановлением.

Рис. 1.30. Диффузионный профиль и снижение носителей заряда (плотность дырок) в жестком диоде (ADIOS)

При открытом диоде n^- зона наполняется на >10¹⁶ см^-3 электронами и дырками, концентрация электронов n и дырок р одинакова. После переключения потенциальный барьер находиться внутри n^- зоны, между t₂ и t₄, обеспечивая n p. Снижение носителей заряда по направлению к катоду производится потоком электронов, которые двигаются к аноду потоком дырок, который, в свою очередь, вызван обратным током из-за внешней цепи. В случае жестких диодов на рис.1.30 потенциальный барьер снижается до нуля сразу после t₄. Между t₄ и t₅ диод внезапно переходит в состояние без потенциального барьера, обратный ток прекращается. Режим переключения диода жесткий.

На рис.1.31 показано тоже самое для мягкого диода. Потенциальный барьер, наполняемый обратным током, поддерживается на протяжении всего процесса. В момент t₅ на диод уже приложено напряжение. Процесс на рис.1.31 сопровождается хвостовым током, как это показано на рис.1.24.

Достигается ли режим мягкого восстановления или нет, зависит от успешного уменьшения носителей заряда. Этого трудно достичь микроструктурной поверхностью, технологией, с которой полупроводниковая промышленность успешно развивалась в прошлом. Поэтому, это заняло длительный период времени, пока режим обратного восстановления не стал управляемым.

Рис. 1.31. Диффузионный профиль и снижение носителей заряда (плотность дырок) в диоде с мягким восстановлением (ADIOS)

Следующие условия влияют на режим мягкого восстановления:

1. Ширина w_B n^- зоны увеличена, NPT (см. выражение 1.9), в диоде создается дополнительная зона, которая не достигается полем при номинальном напряжении. Но это может привести к предельному росту падения напряжения (см. выражение 1.7) или отношения V_F/Q_RR. Но это несоответствие допускается даже для поздних разработок [286].
2. Для того, чтобы немного нейтрализовать возрастание w_B, можно применить двухфазную n^- зону [287] при которой возле nn⁺ перехода находится участок с высокими примесями. На рис.1.30 и рис.1.31 подобный эффект получен одинаковым градиентом nn⁺ перехода. Такая мера сама по себе не достаточна для достижения режима мягкого восстановления.
3. Обратное распределение носителей заряда благодаря низкой эффективности р^- эмиттера (см. п. 1.3.4.2)
4. Осевое распределение носителей заряда, обеспечивается для носителей с коротким временем жизни на pn - переходе, и для носителей с длительным временем жизни на nn⁺ переходе. (см. п. 1.3.4.2)

Чтобы гарантировать режим мягкого восстановления при любых состояниях, необходимо соблюдать несколько вышеперечисленных условий.