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肖特基二極管和快恢複二極管有什麽區別呢,詳解!

信息來源:本站 日期:2017-10-09 

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快恢複二極管(簡稱FRD)是一種具有開關特性好、反向恢複時間短特點的半導體二極管,主要應用于開關電源、PWM脈寬調制器、變頻器等電子電路中,作爲高頻整流二極管、續流二極管或阻尼二極管使用。

快恢複二極管的內部結構與普通PN結二極管不同,它屬于PIN結型二極管,即在P型矽材料與N型矽材料中間增加了基區I,構成PIN矽片。因基區很薄,反向恢複電荷很小,所以快恢複二極管的反向恢複時間較短,正向壓降較低,反向擊穿電壓(耐壓值)較高。

快恢复二极管

通常,5~20A的快恢複二極管管采用TO–220FP塑料封裝,20A以上的大功率快恢複二極管采用頂部帶金屬散熱片的TO–3P塑料封裝,5A以下的快恢複二極管則采用DO–41、DO–15或DO–27等規格塑料封裝。

采用TO–220或TO–3P封裝的大功率快恢複二極管,有單管和雙管之分。雙管的管腳引出方式又分爲共陽和共陰。

1.性能特點

1)反向恢複時間

反向恢複時間tr的定義是:電流通過零點由正向轉換到規定低值的時間間隔。它是衡量高頻續流及整流器件性能的重要技術指標。反向恢複電流的波形如圖1所示。IF爲正向電流,IRM爲最大反向恢複電流。Irr爲反向恢複電流,通常規定Irr=0.1IRM。當t≤t0時,正向電流I=IF。當t>t0時,由于整流器件上的正向電壓突然變成反向電壓,因此正向電流迅速降低,在t=t1時刻,I=0。然後整流器件上流過反向電流IR,並且IR逐漸增大;在t=t2時刻達到最大反向恢複電流IRM值。此後受正向電壓的作用,反向電流逐漸減小,並在t=t3時刻達到規定值Irr。從t2到t3的反向恢複過程與電容器放電過程有相似之處。

2)快恢複、超快恢複二極管的結構特點

快恢複二極管的內部結構與普通二極管不同,它是在P型、N型矽材料中間增加了基區I,構成P-I-N矽片。由于基區很薄,反向恢複電荷很小,不僅大大減小了trr值,還降低了瞬態正向壓降,使管子能承受很高的反向工作電壓。快恢複二極管的反向恢複時間一般爲幾百納秒,正向壓降約爲0.6V,正向電流是幾安培至幾千安培,反向峰值電壓可達幾百到幾千伏。超快恢複二極管的反向恢複電荷進一步減小,使其trr可低至幾十納秒。

20A以下的快恢複及超快恢複二極管大多采用TO-220封裝形式。從內部結構看,可分成單管、對管(亦稱雙管)兩種。對管內部包含兩只快恢複二極管,根據兩只二極管接法的不同,又有共陰對管、共陽對管之分。圖2(a)是C20-04型快恢複二極管(單管)的外形及內部結構。(b)圖和(c)圖分別是C92-02型(共陰對管)、MUR1680A型(共陽對管)超快恢複二極管的外形與構造。它們均采用TO-220塑料封裝,

幾十安的快恢複二極管一般采用TO-3P金屬殼封裝。更大容量(幾百安~幾千安)的管子則采用螺栓型或平板型封裝形式。


2.檢測方法

1)測量反向恢複時間

測量電路如圖3。由直流電流源供規定的IF,脈沖發生器經過隔直電容器C加脈沖信號,利用電子示波器觀察到的trr值,即是從I=0的時刻到IR=Irr時刻所經曆的時間。設器件內部的反向恢電荷爲Qrr,有關系式:

trr≈2Qrr/IRM (5.3.1)

由式(5.3.1)可知,當IRM爲一定時,反向恢複電荷愈小,反向恢複時間就愈短。

2)常規檢測方法

在業余條件下,利用萬用表能檢測快恢複、超快恢複二極管的單向導電性,以及內部有無開路、短路故障,並能測出正向導通壓降。若配以兆歐表,還能測量反向擊穿電壓。實例:測量一只C90-02超快恢複二極管,其主要參數爲:trr=35ns,Id=5A,IFSM=50A,VRM=700V。外型同圖(a)。將500型萬用表撥至R×1檔,讀出正向電阻爲6.4Ω,n′=19.5格;反向電阻則爲無窮大。進一步求得VF=0.03V/格×19.5=0.585V。證明管子是好的。


注意事項:

1)有些單管,共三個引腳,中間的爲空腳,一般在出廠時剪掉,但也有不剪的。

2)若對管中有一只管子損壞,則可作爲單管使用。

3)測正向導通壓降時,必須使用R×1檔。若用R×1k檔,因測試電流太小,遠低于管子的正常工作電流,故測出的VF值將明顯偏低。在上面例子中,如果選擇R×1k檔測量,正向電阻就等于2.2kΩ,此時n′=9格。由此計算出的VF值僅0.27V,遠低于正常值(0.6V)。


肖特基二極管和快恢複二極管又什麽區別

快恢複二極管是指反向恢複時間很短的二極管(5us以下),工藝上多采用摻金措施,結構上有采用PN結型結構,有的采用改進的PIN結構。其正向壓降高于普通二極管(1-2V),反向耐壓多在1200V以下。從性能上可分爲快恢複和超快恢複兩個等級。前者反向恢複時間爲數百納秒或更長,後者則在100納秒以下。

肖特基二极管是以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管,简称肖特基二极管(Schottky Barrier Diode),具有正向压降低(0.4--0.5V)、反向恢复时间很短(10-40纳秒),而且反向漏电流较大,耐压低,一般低于150V,多用于低電壓场合。

這兩種管子通常用于開關電源。

肖特基二極管和快恢複二極管區別:前者的恢複時間比後者小一百倍左右,前者的反向恢複時間大約爲幾納秒~!

前者的優點還有低功耗,大電流,超高速~!電氣特性當然都是二極管阿~!

快恢複二極管在制造工藝上采用摻金,單純的擴散等工藝,可獲得較高的開關速度,同時也能得到較高的耐壓.目前快恢複二極管主要應用在逆變電源中做整流元件。


肖特基二極管:反向耐壓值較低40V-50V,通態壓降0.3-0.6V,小于10nS的反向恢複時間。它是具有肖特基特性的“金屬半導體結”的二極管。其正向起始電壓較低。其金屬層除材料外,還可以采用金、钼、鎳、钛等材料。其半導體材料采用矽或砷化镓,多爲N型半導體。這種器件是由多數載流子導電的,所以,其反向飽和電流較以少數載流子導電的PN結大得多。由于肖特基二極管中少數載流子的存貯效應甚微,所以其頻率響僅爲RC時間常數限制,因而,它是高頻和快速開關的理想器件。其工作頻率可達100GHz。並且,MIS(金屬-絕緣體-半導體)肖特基二極管可以用來制作太陽能電池或發光二極管。

快恢复二极管:有0.8-1.1V的正向导通压降,35-85nS的反向恢复时间,在导通和截止之间迅速转换,提高了器件的使用频率并改善了波形。快恢複二極管在制造工藝上采用摻金,單純的擴散等工藝,可獲得較高的開關速度,同時也能得到較高的耐壓.目前快恢複二極管主要應用在逆變電源中做整流元件。

快速恢複二極管,顧名思義,是比普通二極管PN結的單向導通閥門恢複快的二極管!用途也很廣泛。

快恢复二极管

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