快恢復(fù)二極管是什么
快恢復(fù)二極管(簡稱FRD)是一種具有開關(guān)特性好、反向恢復(fù)時間短特點(diǎn)的半導(dǎo)體二極管,主要應(yīng)用于開關(guān)電源、PWM脈寬調(diào)制器、變頻器等電子電路中,作為高頻整流二極管、續(xù)流二極管或阻尼二極管使用。 快恢復(fù)二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與普通PN結(jié)二極管不同,它屬于PIN結(jié)型二極管,即在P型硅材料與N型硅材料中間增加了基區(qū)I,構(gòu)成PIN硅片。因基區(qū)很薄,反向恢復(fù)電荷很小,所以快恢復(fù)二極管的反向恢復(fù)時間較短,正向壓降較低,反向擊穿電壓(耐壓值)較高。
快恢復(fù)二極管工作原理
快恢復(fù)二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是在P型硅材料與N型硅材料中間增加了基區(qū)I,構(gòu)成PIN硅片。因基區(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。
快恢復(fù)二極管的反向恢復(fù)時間一般為幾百納秒,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。
加負(fù)電壓(或零偏壓)時,快恢復(fù)二極管等效為電容+電阻;加正電壓時,快恢復(fù)二極管等效為小電阻。用改變結(jié)構(gòu)尺寸及選擇快恢復(fù)二極管參數(shù)的方法,使短路的階梯脊波導(dǎo)的反射相位(基準(zhǔn)相位)與加正電壓的PIN管控制的短路波導(dǎo)的反射相位相同。還要求加負(fù)電壓(或0偏置)的快恢復(fù)二極管控制的短路波導(dǎo)的反射相位與標(biāo)準(zhǔn)相位相反(-164°~+164°之間即可)。
快恢復(fù)二極管作用(在直流電路中)
快恢復(fù)二極管,具有反向阻斷時高耐壓低漏電流,正向低通態(tài)電阻大電流的特點(diǎn)。由于作為開關(guān)使用,因此一般需要其開關(guān)速度較快。另外,適當(dāng)選擇續(xù)流二極管的特性,尤其是反向恢復(fù)特性,如反向恢復(fù)時間和反向恢復(fù)軟度,能夠顯著減少開關(guān)器件、二極管和其他電路元件的功耗,并減小由續(xù)流二極管引起的電壓尖峰、電磁干擾,從而盡量減少甚至去掉吸收電路。
一般來說,快恢復(fù)二極管的正向壓降小,0.4V左右,而普通的硅管在0.6V左右,為了降低損耗才用快恢復(fù)二極管。
如果快恢復(fù)二極管反向擊穿電壓是40V,反向擊穿之后能夠快速恢復(fù);如果快恢復(fù)二極管反向擊穿電壓1000V,則不存在反向擊穿的問題,所以這點(diǎn)在直流電路中是可以不用考慮。