快恢复二极管(FRD)、超快恢复二极管(图文).pdf

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1、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

2、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=。当 tt0时，正向电流 I=IF。当 tt0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

3、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，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

4、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检测方法 （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

5、部的反向恢电荷为 Qrr，有关系式 trr2Qrr/IRM (5.3.1)由式可知，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 C90-02 超快恢复二极管，其主要参数为：trr=35ns，Id=5A，IFSM=50A，VRM=700V。外型同图(a)。将 500 型万用表拨至 R1 档，读出正向电阻为，n=格；反向电阻则为无穷大。进一步求得 VF=格=。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 R1 档。若用 R1k 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 R1k 档测量，正向电阻就等于，此时 n=9 格。由此计算出的 VF 值仅，远低于正常值。