Recuperación Directa e Inversa de Diodos
Marcelo Ariel Vega Odzomek

marcelo@mavnet.com.ar
13 de abril de 2005,
  Buenos Aires
Argentina.

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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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Recuperación Directa e Inversa de Diodos
Marcelo Ariel Vega Odzomek

marcelo@mavnet.com.ar
13 de abril de 2005,
 Buenos Aires Argentina.