Introducción.
Este es un análisis
respecto
del comportamiento de diodos de potencia de uso general,
rápidos
y
Schottky.
Al
estar polarizado un diodo, permite el paso de corriente, pero si se lo
polariza en inversa o se lo fuerza a conducir corriente en el sentido
opuesto, se observa que el bloqueo de la corriente no es instantaneo,
se produce un pulso de corriente en inversa, cuya area es proporcional
a la carga almacenada por portadores minoritarios en la juntura PN del
diodo. Este pulso se extinguira a medida que se recombinan
estas
cargas, y el tiempo que les lleva conseguirlo es el tiempo de
recuperación inversa
del diodo, que se lo ve en los manuales como trr
(time reverse recovery)
y según el tipo de
diodo
puede ir
desde los 20ns a los 50us.
En el gráfico se puede
aprecia como se define trr,
es el
tiempo desde que la corriente pasa
por cero hasta que alcanza el 25% de
IRR que
es la corriente pico en
inversa.
El tiempo ta
es el que le toma recombinarse a las cargas en la región de
agotamiento
de la unión, y se mide desde que la corriente cruza por cero
hasta que
se produce el pico inverso máximo IRR. El tiempo ta
depende de la pendiente de la
corriente que atravieza el diodo y la pendiente esta dada por la
topología de circuito en que se encuentra el diodo.
El tiempo tb
es debido
al almacenamiento de cargas en el material semiconductor, depende de la
temperatura de la unión, de la magnitud de la corriente en
directa
sobre el diodo y de la propia construcción del diodo.
Del gráfico se puede deducir
que la
variación de la
corriente en el tiempo durante el intervalo ta
difene la magnitud del pico de
corriente inversa IRR,
en
otras palabras que: IRR=ta.dIF/dt
Por lo general en los manuales de diodos
se suele
dar el valor de di/dt y trr.
La relación entre tb/ta
es conocida como factor de suavizado "SF"
Si tenemos un diodo polarizado en
inversa, por el
mismo cirulará una corriente de fuga del orden de los micro
ampers, si
se cambia la polarización del diodo de modo que esta entre
en
conducción, éste no entrará en
conducción
instantaneamente, le tomará
un tiempo llamado tiempo de recuperación directa tfr (time forward recovery).
Este
tiempo se debe a que los portadores mayoritarios no contribuyen en el
flujo de corriente instantaneamente, sino que lo hacen gradualmente.
Este es motivo de que si la di/dt de la corriente de
elevación
directa
es muy grande, la superficie de la pastilla semiconductora no recibe
toda la corriente uniformente, y la densidad de corriente es muy
elevada en una zona del semiconductor, lo que proboca la falla del
semiconductor. Esto límita la velocidad de
elevación de
la corriente,
asi como la frecuencia de conmutación del diodo.
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