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快恢复二极管反向恢复时间及参数介绍

2022-02-07 09:07分类:电子元器件 阅读:

 

快修复二极管(通称FRD)是一种具备电源开关性能好、反向恢复时间较短特性的半导体材料二极管,关键运用于开关电源电路、PWM脉冲宽度调制器、变频调速器等电子线路中,做为高频率整流二极管、续流二极管或减振二极管应用。 快修复二极管的构造与一般PN结二极管不一样,它归属于PIN结型二极管,即在P型光伏材料与N型光伏材料之间提升了基区I,组成PIN单晶硅片。因基区非常薄,反向恢复正电荷不大,因此 快修复二极管的反向恢复時间较短,正方向损耗较低,反方向击穿电压(抗压值)较高。

快修复二极管就是指反向恢复時间很短的二极管(5us下列),加工工艺上多选用掺金对策,构造上面有选用PN结型构造,有的使用改善的PIN构造。其正方向损耗高过一般二极管(1-2V),反方向抗压多在1200V下列。从功能上可划分为快修复和极快修复2个级别。前面一种反向恢复時间为百余纳秒或更长,后面一种则在100纳秒下列。

肖特基二极管是以金属材料和半导体材料触碰产生的能隙为基本的二极管,通称肖特基二极管(Schottky Barrier Diode),具备正方向压减少(0.4--0.5V)、反向恢复時间很短(10-40纳秒),并且反方向泄露电流很大,抗压低,一般小于150V,多用以低压场所。

快修复二极管反向恢复時间及主要参数

快修复二极管的反向恢复特点决策着输出功率SPWM的特性,在双极输出功率二极管的电流量上升幅度超过1us(启用時间约100ns)阶段,二极管的反向恢复在双极输出功率二极管的启用流程中进行,并且双极输出功率晶体三极管做到额定值集电结电流量的1/2-2/3上下后伴随着Ic升高Hfe骤降,限定了二极管的反向恢复电流量的最高值,在某种程度上,也限剬了di/dt,双极输出功率二极管的启用全过程遮盖了二极管的反向恢复特点,因此对二极管的反向恢复只是是反向恢复時间提出要求。

伴随着输出功率电子器件的按钮速率提升 ,尤其是Power M0SFET、快速IGBT的发生,不但启用速度更快(能够 在数十纳秒内将MOSFET完全通断或关闭),并且在额定值推动标准下,其漏极/集电结电流量能够 做到额定电流的5-10倍,使MOS或IGBT在开启流程中造成高的反向恢复最高值电流量IRRM,与此同时M0S或IGBT在开启全过程完成后二极管的反向恢复全过程依然存有,使二极管的反向恢复特点彻底曝露出去,高的IRRM、di/dt使开关管和迅速二极管自身遭受高峰期值电流量冲击性并造成较高的EMT。因此对二极管的反向恢复特点不仅仅限于反向恢复时间较短,并且规定反向恢复电流量最高值尽量低,反向恢复电流量的降低,升高的速度尽量低,即极快、轻软以减少电源开关全过程中反向恢复电流量对开关电流的冲击性,减少电源开关全过程的EMI。

1. 反向恢复主要参数与运用标准

一般的超迅速二极管的反方向時间界定为低于100ns,高抗压极快修复二极管的反向恢复时

同trr比低抗压的长,如抗压200V下列的极快修复二极管的典型性反向恢复時间在35ns下列,

抗压600V的典型性反向恢复時间约75ns,抗压1000V的极快修复二极管的典型性反向恢复時间约100-160 ns。各生产厂商的设备的反向恢复特点(主要是反向恢复時间trr和反向恢复最高值

电流量IRRM)是不一样的。

1.1 trr与If和di/dt的关联

trr与If和di/dt的关联如图所示1所显示:

快恢复二极管反向恢复时间及参数介绍

图1 trr与If和-di/dt的关联

从图上由此可见,伴随着二极管的正面电流量lf的提升反向恢复時间trr伴随着提升:di/dt的提升,反向恢复時间trr减少。因而,以检测小数据信号开关二极管的检测标准IF=IR=10ma为检测标准的反向恢复時间不可以属实主要表现具体运用状况:以固定不动正方向电流量(如1A)为检测标准也无法在具体运用中获得客观性重现;不一样电流量级别以其额定值正方向电流量或其1/2为检测标准则相对性客观性。

1.2 反向恢复時间与反方向工作电压的关联

反向恢复時间随反方向工作电压提升,假如600V极快修复二极管在反方向工作电压为30V时,反向恢复時间为35ns,向反方向工作电压为350V时其反向恢复時间提升,因而,仅从设备挑选手册中按所给的反向恢复時间采用迅速二极管,如反方向工作电压的检测标准不一样,将造成真实的反向恢复時间的不一样,应尽量避免的参考数据信息指南中给的相对性合乎检测标准下的反向恢复時间为根据。

1.3 反向恢复最高值电流量IRRM

反向恢复最高值电流量IRRM随-di/dt提升,因在不一样-di/dt的检测标准下,IRRM的幅度值是不一样的。

IRRM随反方向工作标准电压升高,因而额定电流为1000V的迅速二极管,在同样的-di/dt标准下,但反方向工作标准电压不与此同时(如500V与1000V)则IRRMM是无法相非常的。

1.4 结温T的危害

反向恢复時间trr随工作中结温升高,结温125 时的反向恢复时间结温25时的近2倍。反向恢复最高值电流量IRRM随工作中结温升高,结温125时的反向恢复最高值电流量是结温25时的近1.5倍。反向恢复正电荷Orr随工作中结温升高,结温125时的反向恢复正电荷是结湿25时的近3倍之上。

1.5 反向恢复耗损

二极管的反向恢复耗损是在反向恢复全过程的下半一部分t1-t2期内,其消耗的尺寸与IRRM和t1-t2的尺寸相关,在人极管的反向恢复全过程中,而开关管的启用耗损自始至终存有。很显著,迅速反向恢复二极管的反向恢复耗损与开关管的启用耗损随IRRM和反向恢复时時间提升。

1.6 IRRM、反向恢复耗损及EMI的减少

在具体运用中迅速反向恢复二极管的反向恢复全过程将直接影响线路的特性,为追求完美低的反向恢复時间,很有可能会挑选高的di/dt,但会造成高的IRRM、振铃、工作电压过冲和高的EMI并提升开关损耗。

若适度减少di/dt可减少IRRM、EMI,清除振零和工作电压过冲和从而造成的耗损,di/dt的减少是根据减少开关管的开启速率完成,开关管的开关损耗将提升,因而,更改di/dt不可以从其本质上处理迅速反向恢复二极管的反向恢复存有的所有难题,务必改成特性更强的迅速反向恢复二极管,即IRRM低、trr短、反向恢复特点软,根据各种各样迅速反向恢复二极管的数据信息,能够 找到特性好的迅速反向恢复二极管。

2. 新式迅速反向恢复二极管

近些年为减少迅速反向恢复极管的反向恢复時间trr、反向恢复最高值电流量lrrm和扎实的反向恢复特点,发生了性能卓越极快软修复二极管或称之为高频率快修复二极管,与基本迅速反向恢复二极管对比,新式超迅速反向恢复二极管的具体反向恢复時间trr减少到25 ns上下,反向恢复最高值电流量IRRM减少到额定值正方向工作电流的1/4或大量,反向恢复特点变软。如图所示7所显示。很显著,新式极快反向恢复二极管的反向恢复時间和反向恢复最高值电流量远小于图1元器件。可降低输出功率SPWM中的开关管和二极管的开关损耗、输出电压顶峰和EMI。

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