功率二极管的反向恢复特性

li5236 2023-02-23 7799

功率器件

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功率二极管的反向恢复特性

下图描绘功率二极管的反向恢复特性。每当二极管关断时，电流从IF衰减到零，并且由于存储在空间电荷区和半导体区中的电荷而进一步沿反向继续。

功率二极管的反向恢复特性图

功率二极管的特点是正向恢复时间（ t F ）和反向恢复时间（trr）。

正向恢复时间（tF）：正向恢复时间是二极管开始导通所需的时间，称为正向恢复时间。换句话说，二极管从关闭状态切换到开启状态所花费的时间称为正向恢复时间（ t F ）。

反向恢复时间（trr）：正向二极管电流衰减为零后，由于两层中存在存储电荷，二极管继续反向导通。反向流动的时间称为反向恢复时间（trr）。二极管保持其阻断能力，直到反向恢复电流衰减为零。

反向恢复时间：为从瞬时正向二极管电流变为零到瞬时反向恢复电流衰减到其反向峰值 Irm 的 25% 之间的时间。

反向恢复时间：是两段时间 ta 和 tb 的组合，即 trr = ta + tb。

其中时间 ta 是正向电流过零和峰值反向电流 Irm 之间的时间。在时间ta期间，存储在耗尽区的电荷被移除。时间 tb 是从 Irm 的瞬间到达到 0.25 Irm 的瞬间测量的。在 tb carge 期间，去除了两个半导体。

ta/tb 的比值称为柔软度系数或 S系数。软度等于1的二极管称为软恢复二极管，软度系数小于1的二极管称为快恢复二极管或快恢复二极管。

功率二极管在正向电压下导通，反向电压下截止，当在正向电流或电压下导通状态转变为反向电流或电压下截止状态时，二极管内部的载流子需要重新组合，此过程称为反向恢复。

反向恢复过程中，功率二极管的反向电流会出现一个暂态峰值，这个峰值可能会产生瞬时的高电压，影响电路的稳定性和可靠性。因此，在选择功率二极管时需要特别关注其反向恢复特性。

反向恢复特性主要由反向恢复时间、反向恢复电荷和反向恢复电压等参数来描述。

反向恢复时间：反向恢复时间是指二极管从正向电流或电压转变为反向电流或电压时，恢复到正常导通状态所需的时间。反向恢复时间越短，说明二极管的反向恢复特性越好。

反向恢复电荷：反向恢复电荷是指二极管在反向恢复过程中，从反向电流或电压状态下恢复到正向电流或电压状态下的电荷。反向恢复电荷越小，说明二极管的反向恢复特性越好。

反向恢复电压：反向恢复电压是指二极管在反向恢复过程中所达到的峰值电压。反向恢复电压越小，说明二极管的反向恢复特性越好。

需要注意的是，反向恢复时间、反向恢复电荷和反向恢复电压三个参数之间存在一定的牵连关系。在选择功率二极管时，应根据实际需求综合考虑这些参数，并合理设计电路，以保证电路的性能和可靠性。

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