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快恢�(fù)二極�
閱讀�13493�(shí)間:2010-10-18 15:14:38

  快恢�(fù)二極管(簡稱FRD)是一種具有開�(guān)特性好、反向恢�(fù)�(shí)間短特點(diǎn)的半�(dǎo)體二極管,主要應(yīng)用于開關(guān)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(diǎn)

  1)反向恢�(fù)�(shí)�
  反向恢復(fù)�(shí)間tr的定義是:電流通過零點(diǎn)由正向轉(zhuǎn)換到�(guī)定低值的�(shí)間間�。它是衡量高頻續(xù)流及整流器件性能的重要技�(shù)指標(biāo)。反向恢�(fù)電流的波形如�1所示。IF為正向電�,IRM為反向恢�(fù)電流。Irr為反向恢�(fù)電流,通常�(guī)定Irr=0.1IRM。當(dāng)t≤t0�(shí),正向電流I=IF。當(dāng)t>t0�(shí),由于整流器件上的正向電壓突然變成反向電�,因此正向電流迅速降�,在t=t1�(shí)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�(shí)刻達(dá)到反向恢�(fù)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�(shí)刻達(dá)到規(guī)定值Irr。從t2到t3的反向恢�(fù)過程與電容器放電過程有相似之��
  2)快恢復(fù)、超快恢�(fù)二極管的�(jié)�(gòu)特點(diǎn)
  快恢�(fù)二極管的�(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�(fù)電荷很小,不僅大大減小了trr�,還降低了瞬�(tài)正向壓降,使管子能承受很高的反向工作電壓??旎�?fù)二極管的反向恢復(fù)�(shí)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�(dá)幾百到幾千伏。超快恢�(fù)二極管的反向恢復(fù)電荷�(jìn)一步減小,使其trr可低至幾十納��
  20A以下的快恢復(fù)及超快恢�(fù)二極管大多采用TO-220封裝形式。從�(nèi)部結(jié)�(gòu)�,可分成單管、對管(亦稱雙管)兩�。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�、共陽對管之�。圖2(a)是C20-04型快恢復(fù)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�(fù)二極管的外形與構(gòu)�。它們均采用TO-220塑料封裝�
  幾十安的快恢�(fù)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式�

�(jié)�(gòu)

  快恢�(fù)二極管的�(nèi)部結(jié)�(gòu)與普通PN�(jié)二極管不�,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�(fù)電荷很小,所以快恢復(fù)二極管的反向恢復(fù)�(shí)間較�,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(fù)二極管管采用TO�220FP塑料封裝�20A以上的大功率快恢�(fù)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(fù)二極管則采用DO�41、DO�15或DO�27等規(guī)格塑料封裝。圖1是快恢復(fù)二極管的外形�
  采用TO�220或TO�3P封裝的大功率快恢�(fù)二極管,有單管和雙管之分。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�(fù)�(shí)�
  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�,利用電子示波器觀察到的trr�,即是從I=0的時(shí)刻到IR=Irr�(shí)刻所�(jīng)歷的�(shí)�。設(shè)器件�(nèi)部的反向恢電荷為Qrr,有�(guān)系式�
                        trr�2Qrr/IRM       (1)
  由式(1)可知,當(dāng)IRM為一定時(shí),反向恢�(fù)電荷愈小,反向恢�(fù)�(shí)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(fù)、超快恢�(fù)二極管的單向?qū)щ�?,以�?nèi)部有無開路、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(shí)例:測量一只C90-02超快恢復(fù)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�;反向電阻則為無窮大。�(jìn)一步求得VF=0.03V/格�19.5=0.585V。證明管子是好的�

注意事項(xiàng)

  1)有些單�,共三�(gè)引腳,中間的為空�,一般在出廠�(shí)剪掉,但也有不剪��
  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(shí),必須使用R×1�。若用R×1k檔,因測試電流太�,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�,正向電阻就等于2.2kΩ,此�(shí)n�=9�。由此計(jì)算出的VF值僅0.27V,遠(yuǎn)低于正常�(0.6V)�

和肖特基二極管的區(qū)�

  快恢�(fù)二極管是指反向恢�(fù)�(shí)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�(jìn)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�(fù)和超快恢�(fù)兩�(gè)等級。前者反向恢�(fù)�(shí)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�(dǎo)體接觸形成的勢壘為基�(chǔ)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�(fù)�(shí)間很短(10-40納秒�,而且反向漏電流較�,耐壓�,一般低�150V,多用于低電壓場��
  這兩種管子通常用于開關(guān)電源�
  肖特基二極管和快恢復(fù)二極管區(qū)別:前者的恢復(fù)�(shí)間比后者小一百倍左�,前者的反向恢復(fù)�(shí)間大約為幾納秒!
  前者的�(yōu)�(diǎn)還有低功�,大電流,超高速~!電氣特性當(dāng)然都是二極管阿~�
  快恢�(fù)二極管在制造工藝上采用摻金,單純的擴(kuò)散等工藝,可獲得較高的開關(guān)速度,同時(shí)也能得到較高的耐壓.目前快恢�(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�40V-50V,通態(tài)壓降0.3-0.6V,小�10nS的反向恢�(fù)�(shí)�。它是具有肖特基特性的“金屬半�(dǎo)體結(jié)”的二極管。其正向起始電壓較低。其金屬層除材料�,還可以采用�、鉬、鎳、鈦等材�。其半導(dǎo)體材料采用硅或砷化鎵,多為N型半�(dǎo)�。這種器件是由多數(shù)載流子導(dǎo)電的,所�,其反向飽和電流較以少數(shù)載流子導(dǎo)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(yīng)甚微,所以其頻率響僅為RC�(shí)間常�(shù)限制,因�,它是高頻和快速開�(guān)的理想器�。其工作頻率可達(dá)100GHz。并�,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�(fā)光二極管�
  快恢�(fù)二極管:�0.8-1.1V的正�?qū)▔航担?5-85nS的反向恢�(fù)�(shí)�,在�(dǎo)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�?fù)二極管在制造工藝上采用摻金,單純的擴(kuò)散等工藝,可獲得較高的開關(guān)速度,同時(shí)也能得到較高的耐壓.目前快恢�(fù)二極管主要應(yīng)用在逆變電源中做整流元件.

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