冷知识：二极管(Diodes)不是瞬间导通和截止的！

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二极管的正向恢复和反向恢复

做过电力电子的同学都知道，虽然在做纯仿真的时候理想二极管有着“开关的作用”——正向导通，反向截止；

但在电路实际工作的时候二极管并不是瞬间导通和关断的；

如图1所示R1在被导通和关断瞬间都出现了很大的电流尖峰，究其根本原因就是半导体内部的载流子的“惯性”特点所致，那么下面就详细说明一下出现这个现象的根本原因！

1.二极管内部的PN结原理

众所周知，二极管是在半导体硅或锗基础上掺杂富电介质形成的开关器件，其中P区掺入了硼这类三价元素，内部充满了可以导电的“空穴”，可以把空穴当成自由移动的正电子，N区掺入了磷+5价元素，使得N区带有大量自由电子；

当二极管两端未加电压时，二极管处于“0电压状态”，由于扩散运动，P区的多子和N区的多子——空穴和电子在PN的交界面上不断中和，形成一层薄薄的耗尽层，同时也叫空间电荷区，即所有半导体器件都拥有的PN结，如图2所示；

那么耗尽层只剩下了不能移动的正离子和负离子，于是形成了一个场强方向由N区指向P区的内电场，由于内电场的存在阻碍了扩散运动的进一步发生，即漂移运动，二极管处于自然平衡状态。

2.二极管反向恢复过程

未加电压时，耗尽层几乎没有移动的自由电荷；

一旦加正向电压(电压方向由P区指向N区)，PN结正偏，P区空穴由P区向N区运动，N区电子由N区向P区运动，从而形成正向导通电流；

由于外电压要克服PN结内电场的势垒，所以PN结对外表现是压降0.7V；

此时若突然加反向电压(电压方向由N区指向P区)，PN结反偏，PN结中的空穴和电子由于惯性仍在定向移动，导致PN结中滞留大量移动电子；

那么在反向电压的作用下，这些PN结中的移动电子又被强制向相反的方向运动，即产生了反向电流现象，直到PN结中所有的空穴和电子在运动过程中不断被中和湮灭，反向电流消失；如图6所示；

3.二极管正向恢复过程

一般当PN结不出现反偏时，一般不会出现正向恢复过程；

如果PN结加了反向电压出现反偏，那么同样在加正向电压时，中和掉PN结中所有的滞留的移动电子的过程，即为正向恢复过程，如图8所示：

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一旦二极管器件型号选用不当，其反向电流恢复过程在高频整流、开关电源、，逆变电路中产生灾难级的后果——极大的电压尖峰，电路损耗，加剧发热，EMI电磁干扰....

一般来说，对于反向恢复时间，肖特基二极管(ns)<快恢复二极管(us)<普通二极管(10us)，希望大家在选型的时候多关注器件的反向恢复时间这一指标。

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