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快恢复二极管的作用及工作原理

返回列表来源:壹芯微 发布日期 2019-02-18 浏览:-

壹芯微作为国内专业生产快恢复二极管的生产厂家,生产技术已经是非常的成熟,进口的测试仪器,可以很好的帮组到客户朋友稳定好品质,也有专业的工程师在把控稳定质量,协助客户朋友解决一直客户自身解决不了的问题,每天会分析一些知识或者客户的一些问题,来出来分享,快恢复二极管的作用及工作原理,请看下方

快恢复二极管概述

  快恢复二极管(简称FRD)是一种具有开关特性好、反向恢复时间短特点的半导体二极管,主要应用于开关电源、PWM脉宽调制器、变频器等电子电路中,作为高频整流二极管、续流二极管或阻尼二极管使用。

  快恢复二极管在制造工艺上采用掺金,单纯的扩散等工艺,可获得较高的开关速度,同时也能得到较高的耐压。目前快恢复二极管主要应用在逆变电源中做整流元件。

  快恢复二极管结构

  快恢复二极管的内部结构与普通PN结二极管不同,它属于PIN结型二极管,即在P型硅材料与N型硅材料中间增加了基区I,构成PIN硅片。

  因为PD的主要有源区是势垒区,所以展宽势垒区即可提高灵敏度。p-i-n结快恢复二极管实际上也就是人为地把p-n结的势垒区宽度加以扩展,即采用较宽的本征半导体(i)层来取代势垒区,而成为了p-i-n结。

  p-i-n结快恢复二极管的有效作用区主要就是存在有电场的i型层(势垒区),则产生光生载流子的有效区域增大了,扩散的影响减弱了,并且结电容也大大减小了,所以其光检测的灵敏度和响应速度都得到了很大的提高。

快恢复二极管

快恢复二极管工作原理

  快恢复二极管的内部结构是在P型硅材料与N型硅材料中间增加了基区I,构成PIN硅片。因基区很薄,反向恢复电荷很小,不仅大大减小了TRR值,还降低了瞬态正向压降,使管子能承受很高的反向工作电压。

  快恢复二极管的反向恢复时间一般为几百纳秒,正向压降约为0.6V,正向电流是几安培至几千安培,反向峰值电压可达几百到几千伏。超快恢复二极管的反向恢复电荷进一步减小,使其trr可低至几十纳秒。20A以下的快恢复及超快恢复二极管大多采用TO-220封装形式。

  加负电压(或零偏压)时,快恢复二极管等效为电容+电阻;加正电压时,快恢复二极管等效为小电阻。用改变结构尺寸及选择快恢复二极管参数的方法,使短路的阶梯脊波导的反射相位(基准相位)与加正电压的PIN管控制的短路波导的反射相位相同。还要求加负电压(或0偏置)的快恢复二极管控制的短路波导的反射相位与标准相位相反(-164°~+164°之间即可)。

  快恢复二极管主要特点

  快恢复二极管的最主要特点是它的反向恢复时间(trr)在几百纳秒(ns)以下,超快恢复二极管甚至能达到几十纳秒。

快恢复二极管

图是反向恢复电流的波形图。图中IF为正向电流,IRM为最大反向恢复电流,Irr为反向恢复电流,通常规定Irr=0.1IRM。当t≤t0时,正向电流I=IF。当t>t0时,由于整流管上的正向电压突然变成反向电压,因此,正向电流迅速减小,在t=t1时刻,I=0。然后整流管上的反向电流IR逐渐增大;在t=t2时刻达到最大反向恢复电流IRM值。此后受正向电压的作用,反向电流逐渐减小,并且在t=t3时刻达到规定值Irr。从t2到t3的反向恢复过程与电容器放电过程有相似之处。由t1到t3的时间间隔即为反向恢复时间trr。

  快恢复二极管在直流电路中作用

  快恢复二极管,具有反向阻断时高耐压低漏电流,正向低通态电阻大电流的特点。由于作为开关使用,因此一般需要其开关速度较快。另外,适当选择续流二极管的特性,尤其是反向恢复特性,如反向恢复时间和反向恢复软度,能够显著减少开关器件、二极管和其他电路元件的功耗,并减小由续流二极管引起的电压尖峰、电磁干扰,从而尽量减少甚至去掉吸收电路。

快恢复二极管

快恢复二极管

一般来说,快恢复二极管的正向压降小,0.4V左右,而普通的硅管在0.6V左右,为了降低损耗才用快恢复二极管。

  如果快恢复二极管反向击穿电压是40V,反向击穿之后能够快速恢复;如果快恢复二极管反向击穿电压1000V,则不存在反向击穿的问题,所以这点在直流电路中是可以不用考虑。

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【本文标签】:二极管 快恢复二极管 整流二极管 桥堆 肖特基二极管

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