快恢復(fù)二極管有何性能特點?快恢復(fù)二極管和肖特基二極管有何區(qū)別

二極管是一類器件的總稱，具體而言，二極管有微波二極管、貼片肖特基二極管、瞬間抑制二極管、階躍恢復(fù)二極管等等。為增進(jìn)大家對二極管的認(rèn)識，本文將對快恢復(fù)二極管的性能特點、快恢復(fù)二極管和肖特基二極管的區(qū)別予以介紹。如果你對二極管具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、快恢復(fù)二極管性能特點

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。

1、反向恢復(fù)時間

反向恢復(fù)時間(tr)的定義：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)。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、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。快恢復(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。20A以下的快恢復(fù)及超快恢復(fù)二極管大多采用TO-220封裝形式。從內(nèi)部結(jié)構(gòu)看，可分成單管、對管(亦稱雙管)兩種。對管內(nèi)部包含兩只快恢復(fù)二極管，根據(jù)兩只二極管接法的不同，又有共陰對管、共陽對管之分。

幾十安的快恢復(fù)二極管一般采用TO-3P金屬殼封裝。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式。

3、反向恢復(fù)時間

由直流電流源供規(guī)定的IF，脈沖發(fā)生器經(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值，即是從I=0的時刻到IR=Irr時刻所經(jīng)歷的時間。設(shè)器件內(nèi)部的反向恢電荷為Qrr，有關(guān)系式：

trr≈2Qrr/IRM (5.3.1)

由式(5.3.1)可知，當(dāng)IRM為一定時，反向恢復(fù)電荷愈小，反向恢復(fù)時間就愈短。

4、常規(guī)檢測方法

在業(yè)余條件下，利用萬用表能檢測快恢復(fù)、超快恢復(fù)二極管的單向?qū)щ娦?，以及?nèi)部有無開路、短路故障，并能測出正向?qū)▔航?。若配以兆歐表，還能測量反向擊穿電壓。實例：測量一只C90-02超快恢復(fù)二極管，其主要參數(shù)為：trr=35ns，Id=5A，IFSM=50A，VRM=700V。將500型萬用表撥至R×1檔，讀出正向電阻為6.4Ω，n′=19.5格;反向電阻則為無窮大。進(jìn)一步求得VF=0.03V/格×19.5=0.585V。證明管子是好的。

二、快恢復(fù)二極管和肖特基二極管有什么區(qū)別

快恢復(fù)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(guān)速度,同時也能得到較高的耐壓.快恢復(fù)二極管主要應(yīng)用在逆變電源中做整流元件.

肖特基二極管：反向耐壓值較低40V-50V，通態(tài)壓降0.3-0.6V，小于10nS的反向恢復(fù)時間。它是具有肖特基特性的“金屬半導(dǎo)體結(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、鈦等材料。其半導(dǎo)體材料采用硅或砷化鎵，多為N型半導(dǎo)體。這種器件是由多數(shù)載流子導(dǎo)電的，所以，其反向飽和電流較以少數(shù)載流子導(dǎo)電的PN結(jié)大得多。由于肖特基二極管中少數(shù)載流子的存貯效應(yīng)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(guān)的理想器件。其工作頻率可達(dá)100GHz。并且，MIS(金屬-絕緣體-半導(dǎo)體)肖特基二極管可以用來制作太陽能電池或發(fā)光二極管。

快恢復(fù)二極管：有0.8-1.1V的正向?qū)▔航担?5-85nS的反向恢復(fù)時間，在導(dǎo)通和截止之間迅速轉(zhuǎn)換，提高了器件的使用頻率并改善了波形?？旎謴?fù)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(guān)速度,同時也能得到較高的耐壓.快恢復(fù)二極管主要應(yīng)用在逆變電源中做整流元件.

通常，5~20A的快恢復(fù)二極管采用TO-220FP塑料封裝，20A以上的大功率快恢復(fù)二極管采用頂部帶金屬散熱片的TO-3P塑料封裝，5A一下的快恢復(fù)二極管則采用DO-41，DO-15，或D0-27等規(guī)格塑料封裝。

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