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                            淺析快恢復二極管開關和反向恢復時間的作用-漲知識必讀

                            信息來源:本站 日期:2017-10-25 

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                            快恢復二極管的特點

                            快恢復二極管的最主要特點是它的反向恢復時間(trr)在幾百納秒(ns)以下,超快恢復二極管以致能抵達幾十納秒。反向恢復時間(trr),它的定義是:電流經過零點由正向轉換成反向,再由反向轉換到規則低值的時間間隔。它是權衡高頻續流及整流器件性能的重要技術指標。


                            IF為正向電流,IRM為最大反向恢復電流,Irr為反向恢復電流,通常規則Irr=0.1IRM。當t≤t0時,正向電流I=IF。當t>t0時,由于整流管上的正向電壓突然變成反向電壓。

                            因此,正向電流迅速減小,在t=t1時辰,I=0。然后整流管上的反向電流IR逐漸增大;在t=t2時辰抵達最大反向恢復電流IRM值。此后受正向電壓的作用,反向電流逐漸減小,并且在t=t3時辰抵達規則值Irr。從t2到t3的反向恢復過程與電容器放電過程有相似之處。由t1到t3的時間間隔即為反向恢復時間trr。

                            二極管的反向恢復時間

                            假定外加脈沖的波形如圖(a)所示,則流過二極管的電流就如圖(b)所示。

                            快恢復二極管反向恢復時間

                                  快恢復二極管反向恢復時間

                            外電路加以正脈沖時


                            快恢復二極管反向恢復時間
                            導經過程中,二極管P區向N區輸運大量空穴,N區向P區輸運大量電子。


                            隨著時間的延長,N區內空穴和P區內電子不時增加,直到穩態時中止。在穩態時,流入N區的空穴正好與N區內復合掉的空穴數目相等,流入P區的電子也正好與P區內復合掉的電子數目相等,抵達動態平衡,流過P-N結的電流為一常數I1。隨著勢壘區邊境上的空穴和電子密度的增加,P-N結上的電壓逐步上升,在穩態即為VJ。

                            此時,二極管就工作在導通狀態。

                            當某一時間在外電路上加的正脈沖跳變為負脈沖時

                            快恢復二極管反向恢復時間

                            正向時積聚在各區的大量少子要被反向偏置電壓拉回到原來的區域,開端時的瞬間,流過P-N結的反向電流很大,經過一段時間后,原本積聚的載流子一部分經過復合,一部分被拉回原來的區域,反向電流才恢復到正常情況下的反向漏電流值IR。

                            正導通時少數載流子積聚的現象稱為電荷儲存效應。二極管的反向恢復過程就是由于電荷儲存所引起的。反向電流堅持不變的這段時間就稱為儲存時間ts。在ts之后,P-N結上的電流抵達反向飽和電流IR,P-N結抵達平衡。

                            定義流過P-N結的反向電流由I2降落到0.1 I2時所需的時間為降落時間tf。儲存時間和降落時間之和為(ts+tf)稱為P-N結的關斷時間(即為反向恢復時間)。
                            注意

                            反向恢復時間限制了二極管的開關速度

                            (1)假設脈沖持續時間比二極管反向恢復時間長得多,這時負脈沖能使二極管徹底關斷,起到良好的開關作用;
                            (2) 假設脈沖持續時間和二極管的反向恢復時間差不多以致更短的話,這時由于反向恢復過程的影響,負脈沖不能使二極管關斷。 所以要堅持良好的開關作用,脈沖持續時間不能太短,也就意味著脈沖的重復頻率不能太高,這就限制了開關的速度。