Tiempo de recuperación inversa del diodo

A diodo cuando funcionando en su condición de sesgo hacia adelante tiene su región de agotamiento reducida a casi nada. Es decir, el suministro externo voltaje aplicado será utilizado por el dispositivo para superar el potencial de barrera que se le impone debido a la presencia de portadores de carga inmóviles en su región de agotamiento. Ahora, imagina que uno invierte este voltaje invirtiendo las polaridades conectadas a los terminales de la diodo. Idealmente, el acto de hacerlo debería llevar al diodo de su estado ON a su estado OFF inmediatamente. Es decir, el diodo que está conduciendo actual en su dirección de avance se espera que deje de conducirse instantáneamente.

Sin embargo, prácticamente, esto no puede experimentarse como el flujo de la mayoría carga los portadores a través del diodo no cesa justo en el momento de invertir el sesgo. De hecho, tardarán un tiempo finito en detenerse y este tiempo se conoce como invertir el tiempo de recuperación del diodo.

Durante este tiempo de recuperación inversa del diodo, se puede ver que habrá una cantidad bastante grande de actual que fluye a través del diodo, pero en la dirección opuesta (Irr en la figura 1). Sin embargo, su magnitud se reduce y se satura hasta un valor de corriente de saturación inversa, una vez que la línea de tiempo cruza el tiempo de recuperación inversa (trr) del diodo. Gráficamente se puede describir el invertir el tiempo de recuperación del diodo como el tiempo total que comienza desde el instante en que la corriente inversa comienza a fluir a través de la diodo al instante de tiempo en el que llega a cero (o cualquier otro nivel bajo predefinido, digamos el 25% de Irr en la figura) mientras se descompone (td), al alcanzar sus máximos negativos (tp).
Tiempo de recuperación inversa del diodoTiempo de recuperación inversa del diodo

La relación de estos dos factores temporales (a saber, tp y td) se conoce como el factor de suavidad. En el caso de un diodo normal, el tiempo que tarda la corriente en decaer (td) será menor en comparación con el tiempo que tarda la corriente en alcanzar su pico negativo (tp). Por otro lado, para un diodo de recuperación suave, la situación será la inversa. Es decir, aquí, td será mayor en comparación con tp. Podemos ver que el factor de suavidad da una medida de semiconductor pérdidas incurridas durante la conmutación. Mayor es esta proporción; mayor será la pérdida de conmutación. De esto se puede concluir que cuando usamos diodos de recuperación suave, las pérdidas experimentadas por la conmutación de semiconductores son mayores que las encontradas cuando usamos diodos normales.

Este fenómeno de recuperación inversa es básicamente un efecto parasitario experimentado en el caso de los diodos y se considera que depende del nivel de dopaje del silicio y su geometría. Además, incluso la temperatura de la unión, la velocidad a la que cae la corriente de avance y el valor de la corriente de avance justo antes de que se aplique el sesgo inverso también se considera que afectan a su valor. El tiempo de recuperación de la inversión es mayor; el diodo será más lento y viceversa. Así pues, el diodos con menor tiempo de recuperación inversa son preferibles, especialmente cuando el requisito es de alta velocidad de conmutación. Además, durante este intervalo de tiempo, habrá una cantidad significativa de flujo de corriente de vuelta hacia el suministro que proporciona energía al diodo. Por lo tanto, el invertir el tiempo de recuperación del diodo es un importante factor de diseño que debemos considerar al diseñar las fuentes de alimentación.

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