二极管的动态特性讲解

低频下，二极管可以按照讲到的模型来考虑，按照应用场景采用简化模型还是复杂模型，但是当高频信号加载在二极管上时，就要考虑二极管的动态特性了。

1、仿真现象

这里还是通过仿真先看一个之前介绍过的半波整流电路，这里我们加了一个实际的二极管1N4007的spice模型。我们先把输入正弦波的频率设置为50Hz。

从仿真结果看，满足我们的要求，正向导通反向截止。

但是当我们把输入正弦波的频率设置为1MHz时，

从仿真结果可以看出有比部分反向电压也到达了输出端，说明在高频时二极管并没有严格的执行单向导电特性。这个是什么原理呢？

2、理论分析

二极管的单向导电特性并不十分理想，这是因为二极管的本质是有P型半导体和N行半导体接触形成的PN结（这里不再将空穴，载流子这些微观的东西）。PN结除了构成单向导电的二极管外，还存在一个结电容。不同工艺结构可以使结电容的大小不一样。点接触的PN结，可以减小结电容，但是会降低二极管的通流能力。反之，面接触的PN结，通流能力强，但结电容更大。

结电容对二极管当然不是什么好事，这实际上使二极管可以流过一定量的反向电荷。实际二极管需要一段时间来“恢复”反向阻断能力，图trr称为反向恢复时间（reverse recovory）。下图为1MHz时的那个半波整流的电流曲线，反向电流持续的时间就是trr。

在trr这段时间二极管是反向导通的，可以想象如果加载在二极管上的信号周期T与trr在数量级上可比拟的话，二极管的实际效果是“全通”的。所以，反向恢复时间trr决定了二极管可适用的电路频率场合。

注意：从反向电流最低点到恢复零点的时间是非常小的，由于U= L dI/dt，如果线路中存在寄生电感，那么就会产生一个尖峰电压，击穿二极管。所以，我们希望trr越小，同时tf占的比重越大越好。

3、小结

①由于结电容的存在，二极管在高频时就要考虑动态特性，也就是反向电流；

②当反向电流恢复时间trr在信号周期T中占的比例过大的画，二极管的单向导电性就不再适用了，所以我们希望trr越小越好

③由于反向恢复电流容易产生尖峰电压，所以我们希望tf在trr中占的比重越大越好。