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什么是快恢复二极管?

作者:海飞乐技术 时间:2016-12-05 11:13

   快恢复二极管(简称FRD)是一种具有开关特性好、反向恢复时间短特点的半导体二极管,主要应用于开关电源、PWM脉宽调制器、变频器等电子电路中,作为高频整流二极管、续流二极管或阻尼二极管使用。 快恢复二极管的内部结构与普通PN结二极管不同,它属于PIN结型二极管,即在P型硅材料与N型硅材料中间增加了基区I,构成PIN硅片。因基区很薄,反向恢复电荷很小,所以快恢复二极管的反向恢复时间较短,正向压降较低,反向击穿电压(耐压值)较高。
 
  快恢复二极管的结构
  快恢复二极管的内部结构与普通PN结二极管不同,它属于PIN结型二极管,即在P型硅材料与N型硅材料中间增加了基区I,构成PIN硅片。因基区很薄,反向恢复电荷很小,所以快恢复二极管的反向恢复时间较短,正向压降较低,反向击穿电压(耐压值)较高。
图1 常见的快恢复二极管外形结构
  图1 常见的快恢复二极管外形结构
  通常,5~20A的快恢复二极管管采用TO–220FP塑料封装,20A以上的大功率快恢复二极管采用顶部带金属散热片的TO–3P塑料封装,5A以下的快恢复二极管则采用DO–41、DO–15或DO–27等规格塑料封装。图1是快恢复二极管的外形。
 
  采用TO–220或TO–3P封装的大功率快恢复二极管,有单管和双管之分。双管的管脚引出方式又分为共阳和共阴。
  图2 快恢复二极管的引脚示意图
 图2 快恢复二极管的引脚示意图
 快恢复二极管的性能特点 
 
  快恢复二极管的最主要特点是它的反向恢复时间(trr)在几百纳秒(ns)以下,超快恢复二极管甚至能达到几十纳秒。所谓反向恢复时间(trr),它的定义是:电流通过零点由正向转换成反向,再由反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2所示。
  图3 快恢复二极管反向恢复波形图
 图3 快恢复二极管反向恢复波形图
 
 图中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,由于整流管上的正向电压突然变成反向电压。因此,正向电流迅速减小,在t=t1时刻,I=0。然后整流管上的反向电流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,并且在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。由t1到t3的时间间隔即为反向恢复时间trr。
 
 快恢复二极管的常规检测
  用万用表检测快恢复二极管的方法基本与检测塑封硅整流二极管的方法相同。即先用R×1k档检测一下其单向导电性,一般正向电阻为45K左右,反向电阻为无穷大;再用R×1档复测一次,一般正向电阻为几Ω,反向电阻仍为无穷大。
 



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