二极管的反向恢复 admin    17/12/09

反向恢复特性:

    在这篇文章中,让我们将看到了功率二极管的动态特性:

  • 不同于多数载流子器件如肖特基二极管,功率二极管的正向电流是有电子-空穴对的流动形成的。
  • 电流在P区主要由电子,N区主要有空穴流动形成。
  • 二极管进入反向关断状态前,PN结上的存储电荷必须首先抽取干净,这需要一定时间(通常是微秒级的)。
  • 二极管进入正向导通状态前,必须先对PN结充电。这也需要一定时间(通常是纳秒级的) 所以,二级管的开通延迟通常不是问题,本文,我们要讨论的是反向关断延迟。 二级管反向恢复特性
  • 当二极正向导通时,要关掉它,需施加反向电压。
  • 如上图所示,二极管的电流归零前的瞬间先变成负值。当施加反向电压时,二极管的正向电流(IF)线性下降(由于漏感)为零,由于PN结上存在存储电荷,电流继续向反向增加(图中T2段)。
  • 反向电流持续存在的一段时间称作反向恢复时间Trr,Trr通常小于1us。
  • Trr定义为IF归零到反向恢复电流Irr衰减到其峰值Irrm的25%所用时间。
  •     Trr由T2和T3两段时间构成,Trr=T2 + T3

        T2阶段电流从零冲向反峰Irr,在这段时间内PN结上的存储电荷逐渐耗尽。

        T3阶段为器件寄生电容放电过程。

        T2/T3被称作软度引子S。

        S>1时,二级管将承受较高的反向电压(硬恢复)。

        S=1时,二级管称为软恢复二极管。

        S<1时,二级管称为快恢复二极管。

  • 反向恢复时间Trr和反向峰值电流Irrm依赖于正向电流IF。
  • 反向恢复时过高的电流变化率di/dt将导致二级管承受的反向电压Vrrm高于所加电压VR
  • 反向峰值电流Irrm,存储电荷Qrr和S因子,反峰电流Irrm是二级管选型时需要考虑的重要参数。
  • 基于反向恢复特性、功率二极管分为。
  •     (I)慢恢复二极管

        (II)快恢复二极管。

        (III)肖特基二极管。

  • 慢恢复二极管用于50/60Hz电源整流的应用。
  • 快速恢复二极管电源升降压变换器,吸收电路。
  • 肖特基二极管有很高的开关速度,常用于高频变换器。



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