En electrónica , un diodo de recuperación de paso ( SRD, diodo de desconexión rápida, diodo de almacenamiento de carga o varactor de memoria [a] ) es un diodo de unión semiconductor con la capacidad de generar pulsos extremadamente cortos. Tiene una variedad de usos en la electrónica de microondas (rango de MHz a GHz) como generador de pulsos o amplificador paramétrico .
Cuando los diodos pasan de conducción directa a corte inverso, fluye brevemente una corriente inversa a medida que se elimina la carga almacenada. La brusquedad con la que cesa esta corriente inversa es lo que caracteriza al diodo de recuperación escalonada.
El primer artículo publicado sobre el SRD es (Boff, Moll y Shen 1960): los autores comienzan el breve estudio afirmando que "las características de recuperación de ciertos tipos de diodos de unión pn presentan una discontinuidad que puede aprovecharse para la generación de armónicos o para la producción de pulsos de milimicrosegundos ". También mencionan que observaron este fenómeno por primera vez en febrero de 1959.
El principal fenómeno utilizado en los SRD es el almacenamiento de carga eléctrica durante la conducción directa , que está presente en todos los diodos de unión de semiconductores y se debe a la vida útil finita de los portadores minoritarios en los semiconductores . Supongamos que el SRD está polarizado directamente y en estado estable , es decir, la corriente de polarización del ánodo no cambia con el tiempo: dado que el transporte de carga en un diodo de unión se debe principalmente a la difusión, es decir, a una densidad de portadores de carga espacial no constante causada por el voltaje de polarización, se almacena una carga Q s en el dispositivo. Esta carga almacenada depende de
Cuantitativamente, si el estado estable de conducción directa dura un tiempo mucho mayor que τ , la carga almacenada tiene la siguiente expresión aproximada
Ahora supongamos que la polarización de voltaje cambia abruptamente, pasando de su valor positivo estacionario a un valor negativo constante de mayor magnitud : entonces, dado que se ha almacenado una cierta cantidad de carga durante la conducción directa, la resistencia del diodo sigue siendo baja ( es decir, el voltaje de ánodo a cátodo V AK tiene casi el mismo valor de conducción directa ). La corriente del ánodo no cesa, sino que invierte su polaridad (es decir, la dirección de su flujo) y la carga almacenada Q s comienza a fluir fuera del dispositivo a una tasa casi constante I R . Toda la carga almacenada se elimina así en una cierta cantidad de tiempo: este tiempo es el tiempo de almacenamiento t S y su expresión aproximada es
Cuando se ha eliminado toda la carga almacenada, la resistencia del diodo cambia repentinamente y aumenta hasta su valor de corte en polarización inversa dentro de un tiempo t Tr , el tiempo de transición : este comportamiento se puede utilizar para producir pulsos con un tiempo de subida igual a este tiempo.
El diodo de recuperación de paso de deriva (DSRD) fue inventado por científicos rusos en 1981 ( Grekhov et al., 1981). El principio de funcionamiento del DSRD es similar al del SRD, con una diferencia esencial: la corriente de bombeo hacia adelante debe ser pulsada, no continua, porque los diodos de deriva funcionan con portadoras lentas.
El principio de funcionamiento del DSRD se puede explicar de la siguiente manera: se aplica un pulso corto de corriente en la dirección de avance del DSRD, lo que efectivamente "bombea" la unión PN o, en otras palabras, la "carga" capacitivamente. Cuando la dirección de la corriente se invierte, las cargas acumuladas se eliminan de la región base.
En cuanto la carga acumulada disminuye hasta cero, el diodo se abre rápidamente. Puede aparecer un pico de tensión alto debido a la autoinducción del circuito del diodo. Cuanto mayor sea la corriente de conmutación y más corta la transición de conducción directa a conducción inversa, mayor será la amplitud del pulso y la eficiencia del generador de pulsos (Kardo-Sysoev et al., 1997).
Los dos libros siguientes contienen un análisis exhaustivo de la teoría del transporte de carga fuera de equilibrio en diodos semiconductores y ofrecen también una visión general de sus aplicaciones (al menos hasta finales de los años setenta).
Las siguientes notas de aplicación tratan extensamente sobre circuitos prácticos y aplicaciones que utilizan SRD.
