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快恢復二極管的作用及工作原理

返回列表來源:壹芯微 發布日期 2019-02-18 瀏覽:-

壹芯微作為國內專業生產快恢復二極管的生產廠家,生產技術已經是非常的成熟,進口的測試儀器,可以很好的幫組到客戶朋友穩定好品質,也有專業的工程師在把控穩定質量,協助客戶朋友解決一直客戶自身解決不了的問題,每天會分析一些知識或者客戶的一些問題,來出來分享,快恢復二極管的作用及工作原理,請看下方

快恢復二極管概述

  快恢復二極管(簡稱FRD)是一種具有開關特性好、反向恢復時間短特點的半導體二極管,主要應用于開關電源、PWM脈寬調制器、變頻器等電子電路中,作為高頻整流二極管、續流二極管或阻尼二極管使用。

  快恢復二極管在制造工藝上采用摻金,單純的擴散等工藝,可獲得較高的開關速度,同時也能得到較高的耐壓。目前快恢復二極管主要應用在逆變電源中做整流元件。

  快恢復二極管結構

  快恢復二極管的內部結構與普通PN結二極管不同,它屬于PIN結型二極管,即在P型硅材料與N型硅材料中間增加了基區I,構成PIN硅片。

  因為PD的主要有源區是勢壘區,所以展寬勢壘區即可提高靈敏度。p-i-n結快恢復二極管實際上也就是人為地把p-n結的勢壘區寬度加以擴展,即采用較寬的本征半導體(i)層來取代勢壘區,而成為了p-i-n結。

  p-i-n結快恢復二極管的有效作用區主要就是存在有電場的i型層(勢壘區),則產生光生載流子的有效區域增大了,擴散的影響減弱了,并且結電容也大大減小了,所以其光檢測的靈敏度和響應速度都得到了很大的提高。

快恢復二極管

快恢復二極管工作原理

  快恢復二極管的內部結構是在P型硅材料與N型硅材料中間增加了基區I,構成PIN硅片。因基區很薄,反向恢復電荷很小,不僅大大減小了TRR值,還降低了瞬態正向壓降,使管子能承受很高的反向工作電壓。

  快恢復二極管的反向恢復時間一般為幾百納秒,正向壓降約為0.6V,正向電流是幾安培至幾千安培,反向峰值電壓可達幾百到幾千伏。超快恢復二極管的反向恢復電荷進一步減小,使其trr可低至幾十納秒。20A以下的快恢復及超快恢復二極管大多采用TO-220封裝形式。

  加負電壓(或零偏壓)時,快恢復二極管等效為電容+電阻;加正電壓時,快恢復二極管等效為小電阻。用改變結構尺寸及選擇快恢復二極管參數的方法,使短路的階梯脊波導的反射相位(基準相位)與加正電壓的PIN管控制的短路波導的反射相位相同。還要求加負電壓(或0偏置)的快恢復二極管控制的短路波導的反射相位與標準相位相反(-164°~+164°之間即可)。

  快恢復二極管主要特點

  快恢復二極管的最主要特點是它的反向恢復時間(trr)在幾百納秒(ns)以下,超快恢復二極管甚至能達到幾十納秒。

快恢復二極管

圖是反向恢復電流的波形圖。圖中IF為正向電流,IRM為最大反向恢復電流,Irr為反向恢復電流,通常規定Irr=0.1IRM。當t≤t0時,正向電流I=IF。當t>t0時,由于整流管上的正向電壓突然變成反向電壓,因此,正向電流迅速減小,在t=t1時刻,I=0。然后整流管上的反向電流IR逐漸增大;在t=t2時刻達到最大反向恢復電流IRM值。此后受正向電壓的作用,反向電流逐漸減小,并且在t=t3時刻達到規定值Irr。從t2到t3的反向恢復過程與電容器放電過程有相似之處。由t1到t3的時間間隔即為反向恢復時間trr。

  快恢復二極管在直流電路中作用

  快恢復二極管,具有反向阻斷時高耐壓低漏電流,正向低通態電阻大電流的特點。由于作為開關使用,因此一般需要其開關速度較快。另外,適當選擇續流二極管的特性,尤其是反向恢復特性,如反向恢復時間和反向恢復軟度,能夠顯著減少開關器件、二極管和其他電路元件的功耗,并減小由續流二極管引起的電壓尖峰、電磁干擾,從而盡量減少甚至去掉吸收電路。

快恢復二極管

快恢復二極管

一般來說,快恢復二極管的正向壓降小,0.4V左右,而普通的硅管在0.6V左右,為了降低損耗才用快恢復二極管。

  如果快恢復二極管反向擊穿電壓是40V,反向擊穿之后能夠快速恢復;如果快恢復二極管反向擊穿電壓1000V,則不存在反向擊穿的問題,所以這點在直流電路中是可以不用考慮。

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