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快恢復二極管的工作原理和作用是什么?


快恢復二極管的工作原理和作用是什么?


快恢復二極管(簡稱FRD)是一種具有開關特性好、反向恢復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,作為高頻整流二極管、續流二極管或阻尼二極管使用。 快恢復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型硅材料與N型硅材料中間增加了基區I,構成PIN硅片。因基區很薄,反向恢復電荷很小,所以快恢復二極管的反向恢復時間較短,正向壓降較低,反向擊穿電壓(耐壓值)較高。

快恢復二極管工作原理

快恢復二極管的內部結構是在P型硅材料與N型硅材料中間增加了基區I,構成PIN硅片。因基區很薄,反向恢復電荷很小,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。

快恢復二極管的反向恢復時間一般為幾百納秒,正向壓降約為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。超快恢復二極管的反向恢復電荷進一步減小,使其trr可低至幾十納秒。20A以下的快恢復及超快恢復二極管大多采用TO-220封裝形式。

加負電壓(或零偏壓)時,快恢復二極管等效為電容+電阻;加正電壓時,快恢復二極管等效為小電阻。用改變結構尺寸及選擇快恢復二極管參數的方法,使短路的階梯脊波導的反射相位(基準相位)與加正電壓的PIN管控制的短路波導的反射相位相同。還要求加負電壓(或0偏置)的快恢復二極管控制的短路波導的反射相位與標準相位相反(-164°~+164°之間即可)。

快恢復二極管作用(在直流電路中)

快恢復二極管,具有反向阻斷時高耐壓低漏電流,正向低通態電阻大電流的特點。由于作為開關使用,因此一般需要其開關速度較快。另外,適當選擇續流二極管的特性,尤其是反向恢復特性,如反向恢復時間和反向恢復軟度,能夠顯著減少開關器件、二極管和其他電路元件的功耗,并減小由續流二極管引起的電壓尖峰、電磁干擾,從而盡量減少甚至去掉吸收電路。

一般來說,快恢復二極管的正向壓降小,0.4V左右,而普通的硅管在0.6V左右,為了降低損耗才用快恢復二極管。

如果快恢復二極管反向擊穿電壓是40V,反向擊穿之后能夠快速恢復;如果快恢復二極管反向擊穿電壓1000V,則不存在反向

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