二极管反向恢复时间[技巧]

二极管反向恢复时间[技巧] 二极管在接反向电压的时候，在两边的空穴和电子是不接触的，没有电流流过，但是同时形成了一个等效电容，如果这个时候改变两边的电压方向，自然有一个充电的过程，这个时间就是二极管反向恢复时间。用示波器可以看到结电容的充电时间的。实际上是由电荷存储效应引起的, 反向恢复时间就是存储电荷耗尽所需要的时间。 实际的意义在于:该过程使二极管不能在快速连续脉冲下当做开关使用。如果反向脉冲的持续时间比反向恢复时间 短, 则二极管在正、反向都可导通, 起不到开关作用。因此了解二极管反向恢复时间对正确选取二级管和合理电路非常重要。(ts 称为储存时间, tf 称为下降时间。tr= ts+ tf 称为反向恢复时间,) 通俗的说就是在二级管两端加上一定频率的交流电后，二极管不断的在导通和截止这两种状态切换，这种作用就相当与一个开关。 反向恢复时间就是二极管由导通状态到截止状态需要的时间，这个转换状态相当于短路，会产生一个大电流，如果恢复时间，很长管子产生大量的热被烧坏。 一般普通整流二极管是没有这个参数的，如果是快恢复二极管，这个参数一般是小与75ns 反向恢复时间 现代脉冲电路中大量使用晶体管或二极管作为开关, 或者使用主要是由它们构成的逻辑集成电路。而作为开关应用的二极管主要是利用了它的通(电阻很小)、断(电阻很大) 特性, 即二极管对正向及反向电流表现出的开关作用。二极管和一般开关的不同在于,“开”与“关”由所加电压的极性决定, 而且“开”态有微小的压降V f,“关”态有微小的电流I 0。当电压由正向变为反向时, 电流并不立刻成为(- I 0) , 而是在一段时间ts 内, 反向电流始终很大, 二极管并不关断。经过ts后, 反向电流才逐渐变小, 再经过tf 时间, 二极管的电流才成为(- I 0) , 如图1 示。ts 称为储存时间, tf 称为下降时间。tr= ts+ tf 称为反向恢复时间, 以上过程称为反向恢复过程。 这实际上是由电荷存储效应引起的, 反向恢复时间就是存储电荷耗尽所需要的时间。该过程使二极管不能在快速连续脉冲下当做开关使用。如果反向脉冲的持续时间比tr 短, 则二极管在正、反向都可导通, 起不到开关作用。因此了解二极管反向恢复时间对正确选取管子和合理设计电路至关重要 肖特基二极管和快恢复二极管有什么区别 快恢复二极管是指反向恢复时间很短的二极管(5us以下)，工艺上多采用掺金，结构上有采用 PN结型结构，有的采用改进的PIN结构。其正向压降高于普通二极管(0.5-2V)，反向耐压多在1200V以 下。从性能上可分为快恢复和超快恢复两个等级。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长，后者则在100 ns(纳秒)以下。 肖特基二极管是以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管，简称肖特基二极管(Schottky Barrier Diode)，具有正向压降低(0.4--1.0V)、反向恢复时间很短(2-10ns纳秒)，而且反向漏电 流较大，耐压低，一般低于150V，多用于低电压场合。 肖特基二极管和快恢复二极管区别:前者的恢复时间比后者小一百倍左右，前者的反向恢复时间大约为 几纳秒～ 前者的优点还有低功耗，大电流，超高速～电特性当然都是二极管～ 快恢复二极管在制造工艺上采用掺金,单纯的扩散等工艺,可获得较高的开关速度,同时也能得到较高的 耐压.目前快恢复二极管主要应用在逆变电源中做整流元件. 肖特基二极管:反向耐压值较低(一般小于150V)，通态压降0.3-0.6V，小于10nS的反向恢复时间。它 是有肖特基特性的“金属半导体结”的二极管。其正向起始电压较低。其金属层除材料外，还可以采用 金、钼、镍、钛等材料。其半导体材料采用硅或砷化镓，多为N型半导体。这种器件是由多数载流子导 电的，所以，其反向饱和电流较以少数载流子导电的PN结大得多。由于肖特基二极管中少数载流子的存 贮效应甚微，所以其频率响仅为RC时间常数限制，因而，它是高频和快速开关的理想器件。其工作频率 可达100GHz。并且，MIS(金属,绝缘体,半导体)肖特基二极管可以用来制作太阳能电池或发光二极 管。 快恢复二极管:有0.8-1.1V的正向导通压降，35-85nS的反向恢复时间，在导通和截止之间迅速转换， 提高了器件的使用频率并改善了波形。快恢复二极管在制造工艺上采用掺金,单纯的扩散等工艺,可获得 较高的开关速度,同时也能得到较高的耐压.目前快恢复二极管主要应用在逆变电源中做整流元件. 快恢复二极管FRD(Fast Recovery Diode)是近年来问世的新型半导体器件，具有开关特性好，反向恢 复时间短、正向电流大、体积小、安装简便等优点。超快恢复二极管SRD(Superfast Recovery Diode )，则是在快恢复二极管基础上发展而成的，其反向恢复时间trr值已接近于肖特基二极管的指标。它 们可广泛用于开关电源、脉宽调制器(PWM)、不间断电源(UPS)、交流电动机变频调速(VVVF)、高 频加热等装置中，作高频、大电流的续流二极管或整流管，是极有发展前途的电力、电子半导体器件。 1(性能特点 1)反向恢复时间 反向恢复时间tr的定义是:电流通过零点由正向转换到规定低值的时间间隔。它是衡量高频续流及整流 器件性能的重要技术指标。反向恢复电流的波形如图1所示。IF为正向电流，IRM为最大反向恢复电流。 Irr为反向恢复电流，通常规定Irr=0.1IRM。当t?t0时，正向电流I=IF。当t,t0时，由于整流器件上 的正向电压突然变成反向电压，因此正向电流迅速降低，在t=t1时刻，I=0。然后整流器件上流过反向 电流IR，并且IR逐渐增大;在t=t2时刻达到最大反向恢复电流IRM值。此后受正向电压的作用，反向电 流逐渐减小，并在t=t3时刻达到规定值Irr。从t2到t3的反向恢复过程与电容器放电过程有相似之处。 2)快恢复、超快恢复二极管的结构特点 快恢复二极管的内部结构与普通二极管不同，它是在P型、N型硅材料中间增加了基区I，构成P-I-N硅片 。由于基区很薄，反向恢复电荷很小，不仅大大减小了trr值，还降低了瞬态正向压降，使管子能承受 很高的反向工作电压。快恢复二极管的反向恢复时间一般为几百纳秒，正向压降约为0.6V，正向电流是 几安培至几千安培，反向峰值电压可达几百到几千伏。超快恢复二极管的反向恢复电荷进一步减小，使 其trr可低至几十纳秒。 20A以下的快恢复及超快恢复二极管大多采用TO-220封装形式。从内部结构看，可分成单管、对管(亦 称双管)两种。对管内部包含两只快恢复二极管，根据两只二极管接法的不同，又有共阴对管、共阳对 管之分。图2(a)是C 20-04型快恢复二极管(单管)的外形及内部结构。(b)图和(c)图分别是C92-02型 (共阴对管)、MUR1680A型(共阳对管)超快恢复二极管的外形与构造。它们均采用TO-220塑料封装， 主要技术指标见表1。 几十安的快恢复二极管一般采用TO-3P金属壳封装。更大容量(几百安,几千安)的管子则采用螺栓型 或平板型封装形式。 2(检测 1)测量反向恢复时间 测量电路如图3。由直流电流源供规定的IF，脉冲发生器经过隔直电容器C加脉冲信号，利用电子示波器 观察到的trr值，即是从I=0的时刻到IR=Irr时刻所经历的时间。 设器件内部的反向恢电荷为Qrr，有关系式 trr?2Qrr/IRM 由式(5.3.1)可知，当IRM 为一定时，反向恢复电荷愈小，反向恢复时间就愈短。 2)常规检测方法 在业余条件下，利用万用表能检测快恢复、超快恢复二极管的单向导电性，以及内部有无开路、短路故 障，并能测出正向导通压降。若配以兆欧表，还能测量反向击穿电压。 实例:测量一只超快恢复二极管，其主要参数为:trr=35ns，IF=5A，IFSM=50A，VRM=700V。将万用表拨至R×1档，读出正向电阻为6.4Ω，n′=19.5格;反向电阻则为无穷大。 进一步求得VF=0.03V/格×19.5=0.585V。证明管子是好的。 注意事项: 1)有些单管，共三个引脚，中间的为空脚，一般在出厂时剪掉，但也有不剪的。 2)若对管中有一只管子损坏，则可作为单管使用。 3)测正向导通压降时，必须使用R×1档。若用R×1k档，因测试电流太小，远低于管子的正常工作电流 ，故测出的VF值将明显偏低。在上面例子中，如果选择R×1k档测量，正向电阻就等于2.2kΩ，此时n′ =9格。由此计算出的VF值仅0.27V，远低于正常值(0.6V)。 肖特基二极管和快恢复二极管有什么区别, 快恢复二极管是指反向恢复时间很短的二极管(5us以下)，工艺上多采用掺金措施，结构上有采用PN结型结构，有的采用改进的PIN结构。其正向压降高于普通二极管(1-2V)，反向耐压多在1200V以下。从性能上可分为快恢复和超快恢复两个等级。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长，后者则在100纳秒以下。 肖特基二极管是以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管，简称肖特基二极管(Schottky Barrier Diode)，具有正向压降低(0.4--0.5V)、反向恢复时间很短(10-40纳秒)，而且反向漏电流较大，耐压低，一般低于150V，多用于低电压场合。 这两种管子通常用于开关电源。 肖特基二极管和快恢复二极管区别:前者的恢复时间比后者小一百倍左右，前者的反向恢复时间大约为几纳秒~～ 前者的优点还有低功耗，大电流，超高速~～电气特性当然都是二极管阿~～ 快恢复二极管在制造工艺上采用掺金,单纯的扩散等工艺,可获得较高的开关速度,同时也能得到较高的耐压.目前快恢复二极管主要应用在逆变电源中做整流元件. 肖特基二极管:反向耐压值较低40V-50V，通态压降0.3-0.6V，小于10nS的反向恢复时间。它是具有肖特基特性的“金属半导体结”的二极管。其正向起始电压较低。其金属层除材料外，还可以采用金、钼、镍、钛等材料。其半导体材料采用硅或砷化镓，多为N型半导体。这种器件是由多数载流子导电的，所以，其反向饱和电流较以少数载流子导电的PN结大得多。由于肖特基二极管中少数载流子的存贮效应甚微，所以其频率响仅为RC时间常数限制，因而，它是高频和快速开关的理想器件。其工作频率可达100GHz。并且，MIS(金属,绝缘体,半导体)肖特基二极管可以用来制作太阳能电池或发光二极管。 快恢复二极管:有0.8-1.1V的正向导通压降，35-85nS的反向恢复时间，在导通和截止之间迅速转换，提高了器件的使用频率并改善了波形。快恢复二极管在制造工艺上采用掺金,单纯的扩散等工艺,可获得较高的开关速度,同时也能得到较高的耐压.目前快恢复二极管主要应用在逆变电源中做整流元件. 想问一下，为何会有反向恢复时间 # re:肖特基二极管和快恢复二极管又什么区别 2007-4-12 18:02:28 tanly8236 对于高频开关电源来说,由于频率很高(相位变换)当正半周时二极管正篇导通此 时无影响,如果二极管反向恢复比较慢时,当负半周到来由于二极管还没有从正偏时的导通状态变成截止相当于短路就等于是负半周的电压与正半周的电压叠加在二极管两端,由于频率很快,反向的时间就很短(等同与短路时间很短)所以一般情况下二极管不会立即烧掉,而是将短路的能量消耗在二极管的压降所以造成发热严重,同时整流的效果大大的降低.....