Ladungsspeicherungsdiode

Die Ladungsspeicherdiode (engl. charge storage diode) ist eine Halbleiterdiode mit einer hohen Lebensdauer der Minoritätsladungsträger, die bewirkt, dass die Diode nach Umpolung des Stroms von der Vorwärtsrichtung in die Sperrichtung für relativ lange Zeit (die sogenannte Sperrverzugszeit t_rr; engl. reverse recovery time) leitend bleibt. Für diesen Zeitraum verhält sich die Diode wie ein Kondensator hoher Kapazität, stellt also für Wechselspannung einen Kurzschluss dar. Wenn die Diode in Vorwärtsrichtung nur geringe Ladung aufnehmen konnte, kann die Sperrverzugszeit allerdings nur so lange dauern, bis diese Ladung abgebaut wurde.

Im Prinzip ist jede Halbleiterdiode mit p-n-Übergang eine Speicherdiode, weil die Minoritätsladungsträger für eine gewisse Zeit nach dem Umpolen erhalten bleiben (im Gegensatz zu Schottky-Dioden, wo der Ladungstransport nur durch Majoritätsladungsträger erfolgt). Bei den meisten Dioden wird jedoch darauf geachtet, die Sperrverzugszeit so kurz wie möglich zu halten. Daher ist die Ladungsspeicherdiode ein Gegenstück zu Schaltdioden und Gleichrichterdioden für hohe Frequenzen, bei denen die Sperrverzugszeit kurz ist (engl. fast-recovery diode).

Gefertigt werden Ladungsspeicherdioden in der Regel aus Silizium mit Minoritätsladungsträger-Lebensdauern zwischen 0,1 und 5 Mikrosekunden, die somit ca. um den Faktor 1000 größer ist als bei Schaltdioden.

Ein Sonderfall der Ladungsspeicherdiode ist die Speicherschaltdiode (engl. step recovery diode, SRD, auch snap-off diode). Bei der SRD wird ausgenützt, dass die Ladungen beim Übergang in den Sperrbetrieb durch den Strom in Sperrichtung abgebaut werden und daher nach einer bestimmten Zeit (je nach Diodentyp ca. 0,1 bis 3 Nanosekunden) die Diode sehr plötzlich sperrt. Die dafür erforderliche Zeit kann weniger als 100 Picosekunden betragen. Mit diesen Dioden lassen sich Frequenzkammgeneratoren oder Vervielfacherschaltungen realisieren.