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不同寄生电感对二极管反向恢复特性的影响

作者:海飞乐技术 时间:2019-01-17 10:42

  1. 无寄生电感反向恢复特性
  本文所设计二极管在无寄生电感时,反向恢复峰值电流IRRM为32.23A,反向恢复电荷QRR为3.06uC,反向恢复损耗EOFF为1.434mJ。其无寄生电感时的反向恢复电流电压波形如图1所示。

本文快恢复二极管反向恢复电流电压波形 
图1 本文快恢复二极管反向恢复电流电压波形
 
  PIN二极管和传统的CIC二极管在相同的BV和VF情况下,其IRRM远高于本文所设计的二极管,如图2所示。
三种快恢复二极管反向恢复电流波形 
图2 三种快恢复二极管反向恢复电流波形
 
  无寄生电感的情况下,三者的反向恢复参数如表1所示。
表1 无寄生电感时,三种快恢复二极管反向恢复参数对比
无寄生电感时,三种快恢复二极管反向恢复参数对比 
 
  由表1可知,本文所设计的二极管,反向恢复峰值电流IRRM比另外两者低约60%,QRR比另外两者低约32.2%,软度因子S明显高于另外两者。同时,由于软度因子较大,拖尾电流较大,而导致其反向恢复损耗EOFF比另外两者最多高约14.8%。三者的反向恢复损耗如图3所示。
无寄生电感时,三种快恢复二极管反向恢复损耗 
图3 无寄生电感时,三种快恢复二极管反向恢复损耗
 
  2. 低寄生电感反向恢复特性
  在低寄生电感(30nH)的情况下,三者的反向恢复参数如表2所示。
表2 在30nH寄生电感式,三种快恢复二极管反向恢复参数对比
在30nH寄生电感式,三种快恢复二极管反向恢复参数对比 
  三者的反向恢复电流波形如图4所示。由图可知,本文所设计快恢复二极管结构在有寄生电感的情况下,仍然保持了极低的IRRM,这使得表2中的各项反向恢复数据均明显优于传统的PIN或CIC二极管。
寄生电感30nH时,三种快恢复二极管反向恢复电流波形 
图4 寄生电感30nH时,三种快恢复二极管反向恢复电流波形
 
  三者的反向恢复损耗如图5所示。
30nH寄生电感时,三种快恢复二极管反向恢复损耗 
图5 30nH寄生电感时,三种快恢复二极管反向恢复损耗
 
  3. 高寄生电感反向恢复特性
  在较高寄生电感(80nH)的情况下,传统的PIN和CIC二极管均产生震荡,如图6所示,而本文所设计二极管则仍然保持良好的软恢复特性。
80nH寄生电感时,三种快恢复二极管反向恢复电压波形 
图6 80nH寄生电感时,三种快恢复二极管反向恢复电压波形。
(a)传统PIN快恢复二极管;(b)传统CIC快恢复二极管;(c)本文所设计快恢复二极管
 
  在更高的寄生电感(2000nH)的情况下,本文所设计二极管仍能保持良好的反向恢复特性,如图7所示,并未出现震荡或明显的阶跃电压。
2000nH寄生电感时,本文快恢复二极管反向电流电压波形 
图7 2000nH寄生电感时,本文快恢复二极管反向电流电压波形



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