Što je dioda za brzi oporavak?

Dioda je uobičajeni elektronički uređaj s dva izvoda; dopušta da električni signal prođe u jednom smjeru, ali će blokirati signal koji pokušava proći u drugom smjeru. Tijekom rada, dioda se neprekidno prebacuje naprijed-natrag između provođenja u željenom smjeru i blokiranja u neželjenom smjeru. Kada se dioda uključi, potreban je kratak trenutak, koji se zove vrijeme oporavka, da se oporavi i promijeni iz provodljivosti u blokiranje. Tijekom vremena oporavka mala količina signala može proći u pogrešnom smjeru. Dioda za brzi oporavak dioda je dizajnirana da ima što manje vrijeme oporavka, tako da neželjeni signal ne ometa opremu velike snage ili visoke frekvencije.

Standardne poluvodičke diode izrađene su od dva komada materijala, poput silicija. Jedan dio je pozitivno nabijen, naziva se anoda, a drugi je negativno nabijen, naziva se katoda. Takve diode nazivaju se diode PN spoja, po dva nabijena dijela i učinku prebacivanja koji se događa na spoju gdje se dva dijela spajaju.

Kada električna struja uđe u katodu, ne može proći kroz negativno nabijenu katodu diode, koja dijeli isti električni naboj, te je blokirana. Struja koja ulazi kroz anodu, međutim, može proći kroz pozitivno nabijenu anodu i nastaviti se kroz katodu i s druge strane diode i dalje do ostatka kruga. U većini primjena, kao što je pri pretvaranju izmjeničnog signala u istosmjerni, dioda se redovito prebacuje između vođenja i blokiranja.

Tijekom vremena koje dioda provodi, struja koja prolazi kroz diodu stvara negativan naboj u normalno pozitivnoj anodi diode. Kada se zatim prebaci u svoj način blokiranja, taj nakupljeni naboj omogućuje da električna struja teče kroz diodu u obrnutom smjeru dok se naboj ne rasprši. Vrijeme koje je potrebno ovom naboju da se rasprši i diodi da počne potpuno blokirati signal naziva se vrijeme oporavka diode.

Za većinu aplikacija, vrijeme oporavka standardne diode, koje je obično manje od 100 milisekundi, nije problem. Isto tako, signal koji prolazi kroz diodu tijekom vremena oporavka često je preslab da bi bio zabrinjavajući. Međutim, u određenim aplikacijama velike brzine, visoke frekvencije ili velike snage, vrijeme oporavka diode može biti od kritične važnosti i zahtijevati korištenje diode za brzi oporavak.

Operativno, dioda za brzi oporavak obično prevladava dugo vrijeme oporavka standardne diode korištenjem metalnog segmenta umjesto jednog od poluvodičkih segmenata, kao što je Schottkyjeva dioda. Druga vrsta dioda za brzi oporavak, nazvana dioda dopirana zlatom, koristi aditive zlata ili platine za povećanje vodljivosti jednog od segmenata diode. U praksi, korištenje metala umjesto poluvodiča omogućuje bolju vodljivost diode. Ova veća vodljivost omogućuje da se naboj nakupljen u diodi rasprši mnogo bržom brzinom, obično u rasponu od nekoliko desetaka nanosekundi, što uvelike skraćuje vrijeme oporavka diode.