功率二极管

发布时间:2024-06-02 21:07:35 作者:汉语成语

功率二极管是电力电子线路最基本的组成单元,它的单向导电性可用于电路的整流、箝位、续流。合理应用功率二极管的性能是电力电子电路的重要内容。功率二极管是以PN结为基础的,实际上就是由一个面积较大的PN结和两端引线封装组成的。

分类

1.根据制造工艺分:

扩散功率二极管

外延功率二极管

2.根据特性参数(trr)分:

普通整流功率二极管

快恢复二极管

超快恢复二极管

肖特基二极管(SBD)

3.根据结构来分:

螺栓型

平板型

工艺与结构

基本结构:pnn+结构和p+pnn+结构

制作工艺:外延和扩散

外延功率二极管--pnn+(pin)结构

扩散功率二极管--p+pnn+结构

工作原理

1)当当功率二极管的UAK<0时,p+n结反偏,承担反向电压,功率二极管处于反向阻断状态,此时漏电流很小。当UAK继续增加,直到大于p+n结雪崩击穿电压UBD时,功率二极管发生雪崩击穿,此时漏电流急剧增加。

2)当UAK>0时,p+阳极区向n区注入空穴,n+阴极区向n区注入电子;当n区充满大量的非平衡载流子(△n=△p>>nn0),即达到大注入时,n区内发生电导调制效应,功率二极管处于正向导通状态,此时通过器件的电流很大,两端的压降很低。

3)当撤走阳-阴极两端的正向电压,并同时加上反压(UAK<0),器件由导通状态进入反向恢复过程导通状态下存储在n区中的大量的非平衡载流子开始消失。阳-阴极之间的反向电压可加速n区中非平衡载流子的抽取,缩短反向恢复时间。直到n区中的非平衡载流子彻底消失,功率二极管才完全截止。

主要参数

1.IF(AV):正向平均电流

在规定的结温和散热条件下,允许流过的正弦半波电流的平均值。

2.UF:正向压降

指在一定温度下,流过某一指定的稳态正向电流时对应的管压降。

3.URRM:反向重复峰值电压

所能重复施加的反向峰值电压,其雪崩击穿电压UB的2/3。

4.TJM:工作结温

在PN结不损坏的前提下,所能承受的平均温度(125~175℃)。

5.trr:反向恢复时间

指由导通到关断时,从正向电流过零到反向电流下降到其值的1/4时的时间间隔。

6.IFSM:浪涌电流

指功率二极管所能承受的的连续一个或几个工频周期的过电流。

应用

1工频应用:整流

2开速开关应用:开关电源、不间断电源、交流电动机

3逆变电路:与晶闸管、GTO、GCT和IGBT等器件反并联续流用。

结构、特点及应用比较