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應(yīng)用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):
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反向恢復(fù)時(shí)間(tr)的定義:電流通過零點(diǎn)由正向轉(zhuǎn)換到規(guī)定低值的時(shí)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(shí),正向電流I=IF。當(dāng)t>t0時(shí),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(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時(shí)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(shí)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。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

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(shí)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(duì)管(亦稱雙管)兩種。對(duì)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(duì)管、共陽對(duì)管之分。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)構(gòu)。(b)圖和(c)圖分別是C92-02型(共陰對(duì)管)、MUR1680A型(共陽對(duì)管)超快恢復(fù)二極管的外形與構(gòu)造。它們均采用TO-220塑料封裝,

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。

反向恢復(fù)時(shí)間

測量電路如圖3。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(hào),利用電子示波器觀察到的trr值,即是從I=0的時(shí)刻到IR=Irr時(shí)刻所經(jīng)歷的時(shí)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(shí),反向恢復(fù)電荷愈小,反向恢復(fù)時(shí)間就愈短。

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?以及內(nèi)部有無開路、短路故障,并能測出正向?qū)�通壓降。若配�?a href="/baike/list_3676.html">兆歐表,還能測量反向擊穿電壓。實(shí)例:測量一只C90-02超快恢復(fù)二極管,其主要參數(shù)為:trr=35ns,Id=5A,IFSM=50A,VRM=700V。外型同圖(a)。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。

2、若對(duì)管中有一只管子損壞,則可作為單管使用。

3、測正向?qū)�通壓降時(shí),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(shí)n′=9格。由此計(jì)算出的VF值僅0.27V,遠(yuǎn)低于正常值(0.6V)。

肖特基二極管是以金屬和半導(dǎo)體接觸形成的勢壘為基礎(chǔ)的二極管,簡稱肖特基二極管(Schottky Barrier Diode),具有正向壓降低(0.4——0.5V)、反向恢復(fù)時(shí)間很短(10-40納秒),而且反向漏電流較大,耐壓低,一般低于150V,多用于低電壓場合。

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)時(shí)間比后者小一百倍左右,前者的反向恢復(fù)時(shí)間大約為幾納秒~!

前者的優(yōu)點(diǎn)還有低功耗,大電流,超高速~!電氣特性當(dāng)然都是二極管阿~!

快恢復(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(shí)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(shí)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)�通壓�?35-85nS的反向恢復(fù)時(shí)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(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。