快恢復(fù)二極管
快恢復(fù)二極管(簡稱FRD)是一種具有開關(guān)特性好、反向恢復(fù)時間短特點的半導(dǎo)體二極管, 主要應(yīng)用于開關(guān)電源、PWM脈寬調(diào)制器、變頻器等電子電路中,作為高頻整流二極管、續(xù)流二極管或阻尼二極管使用。 快恢復(fù)二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與普通PN結(jié)二極管不同,它屬于PIN結(jié)型二極管,即在P型硅材料與N型硅材料中間增加了基區(qū)I,構(gòu)成PIN硅片。因基區(qū)很薄,反 向恢復(fù)電荷很小,所以快恢復(fù)二極管的反向恢復(fù)時間較短,正向壓降較低,反向擊穿電壓(耐壓值)較高。
快恢復(fù)二極管FRD(Fast Recovery Diode)是近年來問世的新型半導(dǎo)體器件,具有開關(guān)特性好,反向恢復(fù)時間短、正向電流大、體積小、安裝簡便等優(yōu)點。超快恢復(fù)二極管SRD (Superfast Recovery Diode),則是在快恢復(fù)二極管基礎(chǔ)上發(fā)展而成的,其反向恢復(fù)時間trr值已接近于肖特基二極管的指標(biāo)。它們可廣泛用于開關(guān)電源、脈寬調(diào)制器 (PWM)、不間斷電源(UPS)、交流電動機變頻調(diào)速(VVVF)、高頻加熱等裝置中,作高頻、大電流的續(xù)流二極管或整流管,是極有發(fā)展前途的電力、電 子半導(dǎo)體器件。
性能特點
(1)反向恢復(fù)時間
反向恢復(fù)時間tr的定義是:電流通過零點由正向轉(zhuǎn)換到規(guī)定低值的時間間隔。它是衡量高頻續(xù)流及整流器件性能的重要技術(shù)指標(biāo)。反向恢復(fù)電流的波形如圖1 所示。IF為正向電流,IRM為最大反向恢復(fù)電流。Irr為反向恢復(fù)電流,通常規(guī)定Irr=0.1IRM。當(dāng)t≤t0時,正向電流I=IF。當(dāng)t>t0 時,由于整流器件上的正向電壓突然變成反向電壓,因此正向電流迅速降低,在t=t1時刻,I=0。然后整流器件上流過反向電流IR,并且IR逐漸增大;在 t=t2時刻達(dá)到最大反向恢復(fù)電流IRM值。此后受正向電壓的作用,反向電流逐漸減小,并在t=t3時刻達(dá)到規(guī)定值Irr。從t2到t3的反向恢復(fù)過程與 電容器放電過程有相似之處。
(2)快恢復(fù)、超快恢復(fù)二極管的結(jié)構(gòu)特點
快恢復(fù)二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與普通二極管不同,它是在P型、N型硅材料中間增加了基區(qū)I,構(gòu)成P-I-N硅片。由于基區(qū)很薄,反向恢復(fù)電荷很小,不僅大大 減小了trr值,還降低了瞬態(tài)正向壓降,使管子能承受很高的反向工作電壓??旎謴?fù)二極管的反向恢復(fù)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(dá)幾百到幾千伏。超快恢復(fù)二極管的反向恢復(fù)電荷進(jìn)一步減小,使其trr可低至幾十納秒。
注意事項:
(1)有些單管,共三個引腳,中間的為空腳,一般在出廠時剪掉,但也有不剪的。
(2)若對管中有一只管子損壞,則可作為單管使用。
(3)測正向?qū)▔航禃r,必須使用R×1檔。若用R×1k檔,因測試電流太小,遠(yuǎn)低于管子的正常工作電流,故測出的VF值將明顯偏低。在上面例子中, 如果選擇R×1k檔測量,正向電阻就等于2.2kΩ,此時n′=9格。由此計算出的VF值僅0.27V,遠(yuǎn)低于正常值(0.6V)。