p-n結(jié)的開關(guān)速度：

p-n結(jié)具有很好的單向?qū)щ娦裕虼耍旧砭褪且粋€(gè)很好的電流開關(guān)——正向電流很大、反向電流很小。由于通過理想p-n結(jié)的電流（正向電流和反向電流）基本上都是少數(shù)載流子的擴(kuò)散電流，所以p-n結(jié)在開、關(guān)時(shí)其正向和反向電流大小的變化，將主要決定于p-n結(jié)兩邊擴(kuò)散區(qū)中存儲(chǔ)的少數(shù)載流子濃度梯度的變化。

p-n結(jié)的開關(guān)速度即由開關(guān)時(shí)間來表征，而開關(guān)時(shí)間包括有開啟時(shí)間（上升時(shí)間）和關(guān)斷時(shí)間（反向恢復(fù)時(shí)間）兩個(gè)部分。

當(dāng)p-n結(jié)由反偏轉(zhuǎn)換到正偏（即開啟）時(shí)，由于首先要對(duì)p-n結(jié)充電，則立即就有較大的電流通過，然后電壓再逐漸上升、并增大到正偏電壓，從而電流開通所需要的時(shí)間幾乎為0，這就是說，p-n結(jié)的開啟時(shí)間（上升時(shí)間）可以忽略。但是當(dāng)在導(dǎo)通的p-n結(jié)上突然加上反向電壓時(shí)，它卻不會(huì)立刻就關(guān)斷——電流截止，這是由于事先p-n結(jié)的兩邊擴(kuò)散區(qū)中存儲(chǔ)有大量的非平衡少數(shù)載流子（這是p-n結(jié)導(dǎo)通的必備條件），在反向電壓加上以后，只有當(dāng)這些存儲(chǔ)的非平衡少數(shù)載流子逐漸消失之后，p-n結(jié)才進(jìn)入到電流截止的狀態(tài)，所以關(guān)斷時(shí)間（反向恢復(fù)時(shí)間）一般是較長的。因此可以說，p-n結(jié)的開關(guān)時(shí)間主要就是反向恢復(fù)時(shí)間。

實(shí)際上，p-n結(jié)的關(guān)斷過程包含著電流變化規(guī)律完全不同的兩個(gè)階段：首先是反向電流恒定的階段（相應(yīng)的時(shí)間稱為存儲(chǔ)時(shí)間），然后是反向電流衰減到0的階段（相應(yīng)的時(shí)間稱為下降時(shí)間）。因此有：

[開關(guān)時(shí)間]≈[反向恢復(fù)時(shí)間] = (存儲(chǔ)時(shí)間)+(下降時(shí)間)

在存儲(chǔ)時(shí)間過程中，擴(kuò)散區(qū)中存儲(chǔ)的非平衡少數(shù)載流子逐漸減少（由于反向電壓的抽出作用以及少數(shù)載流子的擴(kuò)散與復(fù)合作用所致），但是在這個(gè)少數(shù)載流子數(shù)量不斷減小的過程中，卻能夠保持少數(shù)載流子反向濃度分布的梯度不變，從而可以保持關(guān)斷時(shí)的反向擴(kuò)散電流恒定。當(dāng)擴(kuò)散區(qū)中存儲(chǔ)的非平衡少數(shù)載流子數(shù)量減少到再也不能維持恒定的反向濃度梯度時(shí)，就進(jìn)入到了下降時(shí)間的過程，這時(shí)將進(jìn)一步通過擴(kuò)散與復(fù)合，使非平衡少數(shù)載流子濃度梯度不斷減小，存儲(chǔ)的非平衡少數(shù)載流子數(shù)量也不斷減少，相應(yīng)地反向電流也不斷降低、直至為0——截止。下降時(shí)間過程將造成反向電流有一個(gè)拖尾。

為了提高開關(guān)速度，就應(yīng)該減短存儲(chǔ)時(shí)間和下降時(shí)間；采取的主要措施就是：

（1）減少非平衡少數(shù)載流子的存儲(chǔ)數(shù)量；

（2）加快所存儲(chǔ)的少數(shù)載流子的消失過程。從器件本身來說，提高開關(guān)速度的主要措施是減短擴(kuò)散區(qū)中少數(shù)載流子的壽命，其次是減小p-n結(jié)的面積和減短兩邊擴(kuò)散區(qū)的長度（即縮小非平衡少數(shù)載流子的存儲(chǔ)空間）；這些措施可有效地減短存儲(chǔ)時(shí)間。

快恢復(fù)二極管（Fast-Recovary Diode）：

這是一種p-n結(jié)超高速開關(guān)二極管。實(shí)際上，它是通過在p-n結(jié)中合理地?fù)饺脒m當(dāng)?shù)膹?fù)合中心雜質(zhì)，來獲得很短的反向恢復(fù)時(shí)間的。在制作快恢復(fù)二極管時(shí)，所采用的Si材料的少數(shù)載流子壽命一般也都是很短的（為0.5～5ns）。

如果采用直接帶隙半導(dǎo)體（例如GaAs）來制作二極管，因?yàn)檫@類半導(dǎo)體中載流子的壽命要比Si中的短得多（因?yàn)槭侵苯訌?fù)合之故），所以能夠得到反向恢復(fù)時(shí)間遠(yuǎn)小于Si/p-n結(jié)二極管的快恢復(fù)二極管（GaAs/p-n結(jié)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間≤0.1ns）。當(dāng)然，如果用Schottky二極管來作為開關(guān)，那么速度必然很高，因?yàn)樗旧砭褪且环N多數(shù)載流子器件，不存在少數(shù)載流子的存儲(chǔ)問題，所以其反向恢復(fù)時(shí)間幾乎為0.

電荷存儲(chǔ)二極管（Charge-Storage Diode）：

這是與快恢復(fù)二極管在性能上恰恰相反的一種p-n結(jié)開關(guān)二極管。電荷存儲(chǔ)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間（特別是存儲(chǔ)時(shí)間）相對(duì)較長，這就意味著，在導(dǎo)通時(shí)其中存儲(chǔ)有數(shù)量較多的非平衡載流子電荷。

階躍恢復(fù)二極管（Step-Recovery Diode）：

這是存儲(chǔ)時(shí)間較長、下降時(shí)間非常短（ps皮秒數(shù)量級(jí)）的一種電荷存儲(chǔ)二極管；它在關(guān)斷時(shí)的電流波形是陡峭（階躍式）變化的，所以特稱為階躍恢復(fù)二極管。

為了實(shí)現(xiàn)p-n結(jié)二極管的下降時(shí)間≈0，可在擴(kuò)散區(qū)中設(shè)置由勢壘區(qū)指向擴(kuò)散區(qū)的內(nèi)建電場來達(dá)到。因?yàn)檫@種方向的內(nèi)建電場雖然對(duì)于少數(shù)載流子的正向擴(kuò)散具有加速作用，但是對(duì)于反向的擴(kuò)散卻具有阻擋作用，即在p-n結(jié)關(guān)斷時(shí)具有拉住少數(shù)載流子、不讓它們流入勢壘區(qū)的作用；這樣一來，在全部存儲(chǔ)的少數(shù)載流子消失之前，在勢壘區(qū)邊緣處的少數(shù)載流子濃度不可能變?yōu)?，于是就必能得到此處的少數(shù)載流子濃度梯度=0，即反向擴(kuò)散電流很快下降到0，所以下降時(shí)間≈0。

階躍恢復(fù)二極管中的內(nèi)建電場可通過不均勻的摻雜技術(shù)來引入。實(shí)際上，該二極管在結(jié)構(gòu)上往往就是界面附近處的摻雜濃度分布非常陡峭的p-i-n結(jié)（通常可采用外延技術(shù)來形成）。因?yàn)殡A躍恢復(fù)二極管具有這種較為特殊的、與變?nèi)荻O管相似的雜質(zhì)濃度分布，所以該二極管也可以看成是一種特殊的變?nèi)荻O管。

在制作電荷存儲(chǔ)二極管和階躍恢復(fù)二極管時(shí)所采用的Si，往往是少數(shù)載流子壽命較長的材料（為0.5～5μs，比快恢復(fù)二極管的要長約1000倍），用以獲得較多的存儲(chǔ)電荷。

一般，階躍恢復(fù)二極管的正向壓降較低，反向擊穿電壓較高（采用p-i-n結(jié)構(gòu)之故）。但由于其瞬態(tài)響應(yīng)的特殊性（反向電流波形陡峭），因此它是一種具有高度非線性特性的電抗元件，故在電路應(yīng)用中能夠產(chǎn)生出豐富的諧波分量。從而，階躍恢復(fù)二極管可用于倍頻器、高速脈沖整形與發(fā)生器以及高頻諧波發(fā)生器等。在用作倍頻器時(shí)，在高達(dá)20次倍頻中仍然能夠保持較高的效率，故它是一種優(yōu)良的微波倍頻元件。
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