什么是功率二极管?
电源二极管是一种类型二极管这通常用于电力电子电路。yabo和365哪个平台更大就像常规二极管一样,电力二极管具有双端子并在一个方向上进行电流。功率二极管在标准二极管的构造中变化,以实现更高的电流额定值。
为了更好地理解功率二极管与普通二极管的区别,让我们回顾一下标准二极管的工作原理。
二极管是最简单的半导体具有两个层,两个端子和一个结的装置。
普通信号二极管有一个由P型半导体和n型半导体,引线连接p型称为阳极,另一侧引线连接n型称为阴极。
下图描述了一个普通的结构二极管及其符号。
电力二极管也类似于普通二极管,尽管它们在结构上略有不同。
在普通二极管(也称为“信号二极管”)中,P和N两端的掺杂水平是相同的,因此我们得到aPN结,但是在功率二极管中,我们在一个重掺杂的P之间形成了一个结+和一个轻度掺杂的N- - - - - -在重掺杂N上外延生长的层+层。因此,结构看起来如下图所示。
N- - - - - -层的主要特征是电力二极管这使得它适合高功率应用。这一层掺杂非常轻,几乎是固有的,因此该设备也被称为aPIN二极管,我代表内在的。
正如我们在上面就能看到的那样,净充电中立空间费在信号二极管中的情况下仍保持区域,但空间电荷区域的厚度非常高,深深地渗透到n内- - - - - -地区。
这是由于其光掺杂浓度,因为我们知道空间电荷区域的厚度随着掺杂浓度的降低而增加。
耗尽区域或空间电荷区域的这种增加的厚度有助于二极管阻挡较大的反向偏置电压,从而有较大的击穿电压。
但是,添加此n- - - - - -层显著增加二极管的欧姆电阻,导致在转发导电状态下产生更多的热。因此,功率二极管有各种各样的安装,以适当散热。
功率二极管的V-I特性
下图显示了功率二极管的v-i特性这几乎类似于信号二极管。
在向前的信号二极管中,偏置区域当前的然而,呈指数级增长电力二极管高前进电流导致高欧姆下降,其主导指数增长,曲线几乎线性增加。
二极管所能承受的最大反向电压用V表示RRM,即反向重复峰值电压。
高于这个电压时,反向电流突然变得非常高二极管不能散发这么大的热量,它可能会被破坏。这个电压也可以称为峰值反向电压(PIV)。
电力二极管的反向恢复特性
该图描述了功率二极管的反向恢复特性。每当二极管从I切断电流衰减时F到零,并进一步继续反向,由于电荷存储在空间费区域和半导体区域。
这种反向电流达到一个峰值IRR再次接近0,最后,二极管在时间t后关闭rr。
这个时间被定义为反向恢复时间,定义为瞬间正向电流达到零到反向电流衰减到I的25%之间的时间RR。在这之后,二极管据说达到了它的反向阻塞能力。
从上图中,我们可以看到
t一个→耗尽区域的电荷被移除的时间
tb→从半导体区域的充电被移除时的时间
同样从图中,我们可以说
在那里,
为反向电流的变化率。
上图中三角形区域所包围的区域表示存储的总电荷或反向恢复电荷QR。因此我们可以这样写
现在,对于
,放入EQ.1并与EQ.2组合,我们得到
把第三题放到第1题中
,我们得到
从方程。3和4我们可以看到trr和我RR取决于问R这反过来取决于初始正向二极管电流IF。
功率二极管的另一个有趣的参数是由它的关断特性定义的柔软系数(s系数),定义为与t的比率b和T一个。
因此,
如果一个二极管如果s因子等于统一,则称为软恢复二极管;如果s因子小于统一,则称为快速恢复二极管。
s系数间接表示二极管关断时发生的暂态电压。低s因子意味着高的瞬态过电压,高s因子意味着低的振荡反向电压。
关断时的总功率损耗是t期间二极管电流和电压的乘积rr。大部分的功率损耗发生在tb。
在权力二极管的典型数据表中,给出的最重要参数是我F avg, 一世F RMS.,V.RRM, 一世2t评分,交联温度T.J,T.rr修正率,我RR。除此之外,还提供了许多其他参数和图表。
的电力二极管按其性质可分为以下几类,总结如下表:
| 类型 | 电压等级(VRRM) | 当前评分(我F) | 反向恢复时间(trr) | 应用程序 | 讲话 |
| 通用二极管 | 50 - 5000 V | 1A到几千安培 | ~ 25µ年代 | UPS,电池充电器,焊接,牵引等。 | - - - - - - |
| 快速恢复二极管 | 50 - 3000 V | 1A到几千安培 | <5μs. | 开关电源,整流电路,斩波器,感应加热 | 使用铂或金进行掺杂 |
| 肖特基二极管 | 100 v | 1-300 A. | ~ ns | 甚高频开关电源及仪表 | 金属半导体结,通常是Al-Si(n型),多数载体装置,因此极低的关闭时间 |

