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快恢复二极管的工作原理和作用是什么?
来源: | 作者:yfwdiode | 发布时间: 2019-08-12 | 97 次浏览 | 分享到:
快恢复二极管(简称FRD)是一种具有开关特性好、反向恢复时间短特点的半导体二极管,主要应用于开关电源、PWM脉宽调制器、变频器等电子电路中,作为高频整流二极管、续流二极管或阻尼二极管使用。 快恢复二极管的内部结构与普通PN结二极管不同,它属于PIN结型二极管,即在P型硅材料与N型硅材料中间增加了基区I,构成PIN硅片。因基区很薄,反向恢复电荷很小,所以快恢复二极管的反向恢复时间较短,正向压降较低,反向击穿电压(耐压值)较高。
快恢复二极管工作原理
快恢复二极管的内部结构是在P型硅材料与N型硅材料中间增加了基区I,构成PIN硅片。因基区很薄,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0.6V,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。
加负电压(或零偏压)时,快恢复二极管等效为电容+电阻;加正电压时,快恢复二极管等效为小电阻。用改变结构尺寸及选择快恢复二极管参数的方法,使短路的阶梯脊波导的反射相位(基准相位)与加正电压的PIN管控制的短路波导的反射相位相同。还要求加负电压(或0偏置)的快恢复二极管控制的短路波导的反射相位与标准相位相反(-164°~+164°之间即可)。
快恢复二极管作用(在直流电路中)
快恢复二极管,具有反向阻断时高耐压低漏电流,正向低通态电阻大电流的特点。由于作为开关使用,因此一般需要其开关速度较快。另外,适当选择续流二极管的特性,尤其是反向恢复特性,如反向恢复时间和反向恢复软度,能够显著减少开关器件、二极管和其他电路元件的功耗,并减小由续流二极管引起的电压尖峰、电磁干扰,从而尽量减少甚至去掉吸收电路。
一般来说,快恢复二极管的正向压降小,0.4V左右,而普通的硅管在0.6V左右,为了降低损耗才用快恢复二极管。
如果快恢复二极管反向击穿电压是40V,反向击穿之后能够快速恢复;如果快恢复二极管反向击穿电压1000V,则不存在反向击穿的问题,所以这点在直流电路中是可以不用考虑。