PN结二极管常常用来制造电开关。在正偏状况,即开态,很小的外加电压就能发生较大的电流,;在反偏状况,即关态,只要很小的电流存在于PN结内。咱们最感兴趣的开关电路参数便是电路的开关速度。本节会定性地评论二极管的开关瞬态以及电荷的存储效应。在不经任何数学推导的情况下,简略给出描绘开关时刻的表达式。
二极管的开关效果
运用二极管正、反向电流相差悬殊这一特性,能够把二极管作开关运用。

当开关K打向A时,二极管处于正向,电流很大,相当于接有负载的外回路与电源相连的开关闭合,回路处于接通状况(开态);
当开关K打向B时,二极管处于反向,反向电流很小,相当于外回路的开关断开,回路处于断开状况(关态)。



在关态时,流过负载的电流便是二极管的反向电流IR。二极管的反向康复时刻
假定外加脉冲的波形如图(a)所示,则流过二极管的电流就如图(b)所示。

外电路加以正脉冲时

导经进程中,二极管P区向N区输运很多空穴,N区向P区输运很多电子。
跟着时刻的延伸,N区内空穴和P区内电子不断添加,直到稳态时中止。在稳态时,流入N区的空穴正好与N区内复合掉的空穴数目持平,流入P区的电子也正好与P区内复合掉的电子数目持平,抵达动态平衡,流过P-N结的电流为一常数I1。
跟着势垒区鸿沟上的空穴和电子密度的添加,P-N结上的电压逐渐上升,在稳态即为VJ。此刻,二极管就作业在导通状况。
当某一时刻在外电路上加的正脉冲跳变为负脉冲时

正向时堆集在各区的很多少子要被反向偏置电压拉回到本来的区域,开始时的瞬间,流过P-N结的反向电流很大,经过一段时刻后,本来堆集的载流子一部分经过复合,一部分被拉回本来的区域,反向电流才康复到正常情况下的反向漏电流值IR。正导游通时少量载流子堆集的现象称为电荷贮存效应。二极管的反向康复进程便是因为电荷贮存所引起的。反向电流坚持不变的这段时刻就称为贮存时刻ts。在ts之后,P-N结上的电流抵达反向饱和电流IR,P-N结抵达平衡。界说流过P-N结的反向电流由I2下降到0.1 I2时所需的时刻为下降时刻tf。贮存时刻和下降时刻之和为(ts+tf)称为P-N结的关断时刻(即为反向康复时刻)。
留意
反向康复时刻约束了二极管的开关速度。
(1)假如脉冲继续时刻比二极管反向康复时刻长得多,这时负脉冲能使二极管完全关断,起到杰出的开关效果;
(2) 假如脉冲继续时刻和二极管的反向康复时刻差不多乃至更短的话,这时因为反向康复进程的影响,负脉冲不能使二极管关断。
所以要坚持杰出的开关效果,脉冲继续时刻不能太短,也就意味着脉冲的重复频率不能太高,这就约束了开关的速度。