Diode phục hồi nhanh là gì? Ứng dụng và Ưu nhược điểm?

Diode phục hồi nhanh là gì?

Diode phục hồi nhanh còn được gọi là diode nhanh hoặc diode chuyển mạch nhanh là một linh kiện bán dẫn có thời gian khôi phục ngược ngắn.

Bởi vì diode phục hồi nhanh có thời gian khôi phục ngược thấp hơn so với diode thông thường, chúng phù hợp hơn với các ứng dụng chỉnh lưu tần số cao.

Vì diode phục hồi nhanh có thể bị tắt rất nhanh nên chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng tần số cao. Diode phục hồi nhanh được sử dụng trong chuyển mạch tần số cao lên đến 100 kHz.

Khi điện áp được đặt theo chiều ngược lại, diode không chịu được điện áp cho đến khi nó đi vào phân cực ngược. Trong điều kiện phân cực ngược, dòng điện chạy trong một thời gian cụ thể. Thời gian này được gọi là thời gian phục hồi ngược.

Thông thường, thời gian khôi phục ngược đối với một diode khôi phục nhanh nằm trong khoảng từ hàng chục nano giây đến 100 nano giây. Trong khi thời gian khôi phục ngược đối với một diode thông thường nằm trong khoảng từ vài micro giây đến hàng chục micro giây.

Do đó, diode phục hồi nhanh có thời gian khôi phục ngược nhanh hơn một số bậc của cường độ so với diode thông thường.

Nguyên lý làm việc Diode phục hồi nhanh

Diode phục hồi nhanh được sử dụng cho mục đích chỉnh lưu. Nếu bạn có tín hiệu AC (sin) tần số thấp, nó sẽ chuyển đổi thành tín hiệu DC.

Trong tín hiệu tần số thấp, khoảng thời gian cao. Điều này có nghĩa là tín hiệu sẽ mất nhiều thời gian hơn để hoàn thành chu kỳ. Do đó, diode thông thường có đủ thời gian để thay đổi trạng thái của nó trong nửa chu kỳ dương và âm trong tín hiệu này.

Như chúng ta đã biết, tần số tỷ lệ nghịch với khoảng thời gian. Do đó, đối với tín hiệu tần số cao, khoảng thời gian là tối thiểu. Và tín hiệu sẽ mất một thời gian tối thiểu để hoàn thành chu kỳ.

Trong trường hợp này, không thể sử dụng diode thông thường vì cần nhiều thời gian hơn để thay đổi trạng thái. Vì vậy, chúng ta cần một thiết bị bán dẫn nhanh và có thời gian khôi phục ngược thấp.

Diode thông thường được làm từ vật liệu bán dẫn Gali-Arsenide (GaAs). Trong một diode phục hồi nhanh, vàng (Au) được thêm vào với Gali-Arsenide.

Bằng cách thêm vàng làm vật liệu bán dẫn, thời gian phục hồi ngược được giảm xuống. Do đó, nó có thể chuyển nhanh từ nửa chu kỳ dương sang âm. Và nó có thể được sử dụng trong các ứng dụng tần số cao.

Ứng dụng của Diode phục hồi nhanh

• Chủ yếu là diode phục hồi nhanh được sử dụng trong ứng dụng của bộ chỉnh lưu tần số cao .
• Hiệu chỉnh hệ số công suất và bộ điều khiển hệ số công suất.
• Bộ chuyển đổi và biến tần DC-DC.
• Chuyển đổi nguồn điện.
• Nó được sử dụng trong các mạch điện tử công nghiệp và thương mại khác nhau.
• Phát hiện sóng RF tần số cao.
• Với mục đích điều chế, nó được sử dụng trong các mạch chuyển mạch tương tự và kỹ thuật số khác nhau.

Ưu điểm của Diode phục hồi nhanh

• Thời gian khôi phục ngược thấp.
• Tốc độ chuyển mạch cao.
• Hiệu quả tốt.
• Tổn thất điện năng thấp.

Nhược điểm của Diode phục hồi nhanh

Khi các trung tâm tái tổ hợp được tăng lên bằng cách thêm vàng vào một diode phục hồi nhanh, nó sở hữu dòng điện ngược cao.