Circuitos equivalentes del diodo – diodo equivalente
Circuito equivalente de CA del diodo semiconductor:
Capacidades de unión: la región para el agotamiento de una unión PN es una capa agotada de portadores de carga ubicados entre dos bloques de material con baja resistencia. Debido a que es la descripción de un condensador, la región de agotamiento claramente tiene una capacidad.
La capacidad de la capa de agotamiento (CPN) se puede calcular a partir de la ecuación de un condensador de placa paralela si se conocen las dimensiones de la unión. Como regla general, el CPN es de 4 pf para un diodo de baja corriente.
La capacidad de la capa de agotamiento es esencialmente la capacidad de una unión PN de polarización inversa, [Fig. 2-18 (a)]. Considere la unión sesgada del frente en la Figura 2-18 (b).
Si el voltaje aplicado se invierte repentinamente, se supone que la corriente al frente deja ciertos portadores de carga mayoría inmediatamente en la región de agotamiento. Estos portadores de carga deben fluir fuera de la región de agotamiento, que se amplía cuando la unión es opuesta.
El resultado es que cuando una unión sesgada delantera se invierte repentinamente, un flujo de corriente invertido que es importante inicial y lentamente disminuye al nivel de la corriente de saturación inversa.
El efecto se puede comparar con la descarga de un condensador y, por lo tanto, está representado por una capacidad conocida como capacidad de difusión (CD).
Podemos demostrar que el CD es proporcional al delantero al frente IF. Esto es de esperar, porque el número de portadores de carga en la región de agotamiento debe ser directamente proporcional al IF.
Para un diodo de baja corriente con una corriente anterior a 10 mA, un valor típico de la capacidad de difusión es de aproximadamente 1 NF.
Circuitos equivalentes de CA (polarización en busca de atrás y frontal):
Un diodo de polarización inversa puede representarse simplemente por la resistencia inversa (no constante) RR en paralelo con la capacidad de la capa de agotamiento CPN, [Fig. 2-19 (a)].
El circuito equivalente de CA del diodo semiconductor para un diodo delantero hacia adelante consiste en el RD de resistencia dinámica en serie con una celda de voltaje que representa VF. Para permitir el efecto de la capacidad de difusión, el CD se incluye en paralelo. Esto proporciona el circuito equivalente completo ilustrado en la Figura 2-19 (b).
El circuito equivalente para el diodo delantero se puede modificar para formar un circuito CA equivalente del diodo semiconductor. Esto se aplica a los diodos que se mantienen en un estado sesgado mientras están sujetos a pequeñas variaciones en IF y VF.
El circuito equivalente de CA del diodo semiconductor simplemente se crea eliminando la celda de voltaje que representa la FV del circuito equivalente completo, [ver Fig. 2-19 (c)].
Tiempo de recuperación inversa:
En muchas aplicaciones, los diodos deben cambiar rápidamente entre el sesgo delantero e invertido. La mayoría de los diodos pasan muy rápidamente en la condición sesgada delantera, sin embargo, hay una parada más larga debido a la capacidad de difusión de la unión.
La Figura 2-20 ilustra el efecto de un impulso de voltaje en el diodo de corriente. Cuando el impulso pasa de positivo a negativo, el diodo funciona en la dirección opuesta en lugar de extinguir repentinamente, [Fig. 2-20 (a)).
La corriente invertida (IR) inicialmente es igual a la corriente al frente (IF), entonces disminuye gradualmente hacia cero.
El alto nivel de corriente invertida ocurre porque en el momento del sesgo opuesto, hay portadores de carga que cruzan la región de agotamiento de la unión, y estos deben eliminarse.
(El mismo efecto que produce una capacidad de difusión). El tiempo de recuperación opuesto (TRR) es el tiempo requerido para que la corriente disminuya al nivel de corriente de saturación inversa. Los valores típicos de TRR para conmutación de diodos varían de 4 ns a 50 ns.
La Figura 2-20 (b) muestra que, para mantener la corriente de diodo invertida al menos, el tiempo de caída (TF) del pulso de voltaje aplicado debe ser mucho más grande que el TRR del diodo. Típicamente,
