深圳市秒速赛车科技有限公司

国家高新企业

cn en

新闻中心

浅析快恢复二极管开关和反向恢复时间的作用-涨知识必读

信息来源:本站 日期:2017-10-25 

分享到:


快恢复二极管的特点

快恢复二极管的最主要特点是它的反向恢复时间(trr)在几百纳秒(ns)以下,超快恢复二极管以致能抵达几十纳秒。反向恢复时间(trr),它的定义是:电流经过零点由正向转换成反向,再由反向转换到规则低值的时间间隔。它是权衡高频续流及整流器件性能的重要技术指标。


IF为正向电流,IRM为最大反向恢复电流,Irr为反向恢复电流,通常规则Irr=0.1IRM。当t≤t0时,正向电流I=IF。当t>t0时,由于整流管上的正向电压突然变成反向电压。

因此,正向电流迅速减小,在t=t1时辰,I=0。然后整流管上的反向电流IR逐渐增大;在t=t2时辰抵达最大反向恢复电流IRM值。此后受正向电压的作用,反向电流逐渐减小,并且在t=t3时辰抵达规则值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。由t1到t3的时间间隔即为反向恢复时间trr。

二极管的反向恢复时间

假定外加脉冲的波形如图(a)所示,则流过二极管的电流就如图(b)所示。

快恢复二极管反向恢复时间

      快恢复二极管反向恢复时间

外电路加以正脉冲时


快恢复二极管反向恢复时间
导经过程中,二极管P区向N区输运大量空穴,N区向P区输运大量电子。


随着时间的延长,N区内空穴和P区内电子不时增加,直到稳态时中止。在稳态时,流入N区的空穴正好与N区内复合掉的空穴数目相等,流入P区的电子也正好与P区内复合掉的电子数目相等,抵达动态平衡,流过P-N结的电流为一常数I1。随着势垒区边境上的空穴和电子密度的增加,P-N结上的电压逐步上升,在稳态即为VJ。

此时,二极管就工作在导通状态。

当某一时间在外电路上加的正脉冲跳变为负脉冲时

快恢复二极管反向恢复时间

正向时积聚在各区的大量少子要被反向偏置电压拉回到原来的区域,开端时的瞬间,流过P-N结的反向电流很大,经过一段时间后,原本积聚的载流子一部分经过复合,一部分被拉回原来的区域,反向电流才恢复到正常情况下的反向漏电流值IR。

正导通时少数载流子积聚的现象称为电荷储存效应。二极管的反向恢复过程就是由于电荷储存所引起的。反向电流坚持不变的这段时间就称为储存时间ts。在ts之后,P-N结上的电流抵达反向饱和电流IR,P-N结抵达平衡。

定义流过P-N结的反向电流由I2降落到0.1 I2时所需的时间为降落时间tf。储存时间和降落时间之和为(ts+tf)称为P-N结的关断时间(即为反向恢复时间)。
注意

反向恢复时间限制了二极管的开关速度

(1)假设脉冲持续时间比二极管反向恢复时间长得多,这时负脉冲能使二极管彻底关断,起到良好的开关作用;
(2) 假设脉冲持续时间和二极管的反向恢复时间差不多以致更短的话,这时由于反向恢复过程的影响,负脉冲不能使二极管关断。 所以要坚持良好的开关作用,脉冲持续时间不能太短,也就意味着脉冲的重复频率不能太高,这就限制了开关的速度。