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快恢復二極管
閱讀�13502時間�2010-10-18 15:14:38

  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�電源、PWM脈寬�(diào)制器�變頻�等電子電路中,作為高�整流二極�、續(xù)流二極管或阻尼二極管使用�

性能特點

  1)反向恢復時�
  反向恢復時間tr的定義是:電流通過零點由正向轉(zhuǎn)換到�(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指�。反向恢復電流的波形如圖1所�。IF為正向電�,IRM為反向恢復電流。Irr為反向恢復電�,通常�(guī)定Irr=0.1IRM。當t≤t0�,正向電流I=IF。當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�,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時刻達到反向恢復電流IRM�。此后受正向電壓的作用,反向電流逐漸減小,并在t=t3時刻達到�(guī)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�
  2)快恢復、超快恢復二極管的結(jié)�(gòu)特點
  快恢復二極管的內(nèi)部結(jié)�(gòu)與普通二極管不同,它是在P�、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,反向恢復電荷很�,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。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�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�。超快恢復二極管的反向恢復電荷進一步減�,使其trr可低至幾十納��
  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。從�(nèi)部結(jié)�(gòu)看,可分成單�、對管(亦稱雙管)兩種。對管內(nèi)部包含兩只快恢復二極�,根�(jù)兩只二極管接法的不同,又有共陰對�、共陽對管之�。圖2(a)是C20-04型快恢復二極管(單管)的外形及內(nèi)部結(jié)�(gòu)�(b)圖和(c)圖分別是C92-02型(共陰對管�、MUR1680A型(共陽對管)超快恢復二極管的外形與�(gòu)�。它們均采用TO-220塑料封裝�
  幾十安的快恢復二極管一般采用TO-3P金屬殼封�。更大容量(幾百安~幾千安)的管子則采用螺栓型或平板型封裝形��

�(jié)�(gòu)

  快恢復二極管的內(nèi)部結(jié)�(gòu)與普通PN�(jié)二極管不同,它屬于PIN�(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,反向恢復電荷很�,所以快恢復二極管的反向恢復時間較短,正向壓降較低,反向擊穿電壓(耐壓值)較高�
  通常�5�20A的快恢復二極管管采用TO�220FP塑料封裝�20A以上的大功率快恢復二極管采用頂部帶金屬散熱片的TO�3P塑料封裝�5A以下的快恢復二極管則采用DO�41、DO�15或DO�27等規(guī)格塑料封�。圖1是快恢復二極管的外形�
  采用TO�220或TO�3P封裝的大功率快恢復二極管,有單管和雙管之�。雙管的管腳引出方式又分為共陽和共陰�

檢測方法

  1)測量反向恢復時�
  由直流電流源供規(guī)定的IF,脈沖發(fā)生器�(jīng)過隔直電容器C加脈沖信號,利用電子示波器觀察到的trr�,即是從I=0的時刻到IR=Irr時刻所�(jīng)歷的時間。設器件�(nèi)部的反向恢電荷為Qrr,有關系式:
                        trr�2Qrr/IRM       (1)
  由式(1)可知,當IRM為一定時,反向恢復電荷愈�,反向恢復時間就愈短�
  2)常�(guī)檢測方法
  在業(yè)余條件下,利用萬用表能檢測快恢復、超快恢復二極管的單�?qū)щ娦裕约�?nèi)部有無開�、短路故�,并能測出正�?qū)▔�?。若配以兆歐�,還能測量反向擊穿電壓。實例:測量一只C90-02超快恢復二極�,其主要參數(shù)為:trr=35ns,Id=5A,IFSM=50A,VRM=700V。外型同�(a)。將500型萬用表撥至R×1�,讀出正向電阻為6.4Ω,n�=19.5格;反向電阻則為無窮�。進一步求得VF=0.03V/格�19.5=0.585V。證明管子是好的�

注意事項

  1)有些單管,共三個引�,中間的為空腳,一般在出廠時剪�,但也有不剪的�
  2)若對管中有一只管子損�,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�,因測試電流太小,遠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�,如果選擇R×1k檔測量,正向電阻就等�2.2kΩ,此時n�=9�。由此計算出的VF值僅0.27V,遠低于正常�(0.6V)�

和肖特基二極管的區(qū)�

  快恢復二極管是指反向恢復時間很短的二極管�5us以下�,工藝上多采用摻金措施,�(jié)�(gòu)上有采用PN�(jié)型結(jié)�(gòu),有的采用改進的PIN�(jié)�(gòu)。其正向壓降高于普通二極管�1-2V�,反向耐壓多在1200V以下。從性能上可分為快恢復和超快恢復兩個等�。前者反向恢復時間為�(shù)百納秒或更長,后者則�100納秒以下�
  肖特基二極管是以金屬和半導體接觸形成的勢壘為基礎的二極管,簡稱肖特基二極�(Schottky Barrier Diode�,具有正向壓降低�0.4--0.5V�、反向恢復時間很短(10-40納秒�,而且反向漏電流較�,耐壓低,一般低�150V,多用于低電壓場��
  這兩種管子通常用于開關電源�
  肖特基二極管和快恢復二極管區(qū)別:前者的恢復時間比后者小一百倍左�,前者的反向恢復時間大約為幾納秒�
  前者的�(yōu)點還有低功�,大電流,超高速~!電氣特性當然都是二極管阿~�
  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.
  肖特基二極管:反向耐壓值較�40V-50V,通態(tài)壓降0.3-0.6V,小�10nS的反向恢復時�。它是具有肖特基特性的“金屬半導體�(jié)”的二極管。其正向起始電壓較低。其金屬層除材料外,還可以采用金、鉬、鎳、鈦等材�。其半導體材料采用硅或砷化鎵,多為N型半導體。這種器件是由多數(shù)載流子導電的,所�,其反向飽和電流較以少數(shù)載流子導電的PN�(jié)大得�。由于肖特基二極管中少數(shù)載流子的存貯效應甚微,所以其頻率響僅為RC時間常數(shù)限制,因而,它是高頻和快速開關的理想器件。其工作頻率可達100GHz。并�,MIS(金屬-絕緣體-半導體)肖特基二極管可以用來制作太陽能電池或�(fā)光二極管�
  快恢復二極管:有0.8-1.1V的正�?qū)▔航担?5-85nS的反向恢復時�,在導通和截止之間迅速轉(zhuǎn)�,提高了器件的使用頻率并改善了波�??旎謴投O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.

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