快恢復(fù)二極管反向恢復(fù)時間及過程
發(fā)布時間:2021-06-08 12:01:38 瀏覽:78次 責(zé)任編輯:晶導(dǎo)微電子
快恢復(fù)二極管是一種具有開關(guān)特性好、反向恢復(fù)時間短特點的半導(dǎo)體二極管??旎謴?fù)二極管作為一種高頻器件也得到蓬勃發(fā)展,現(xiàn)已廣泛用于各種高頻逆變裝置和斬波調(diào)速裝置內(nèi),主要應(yīng)用于開關(guān)電源、PWM脈寬調(diào)制器、變頻器等電子電路中,作為高頻整流二極管、續(xù)流二極管或阻尼二極管使用。起到高頻整流、續(xù)流、吸收、隔離和箝位的作用。
二極管反向恢復(fù)過程,現(xiàn)代脈沖電路中大量使用晶體管或二極管作為開關(guān),或者使用主要是由它們構(gòu)成的邏輯集成電路。而作為開關(guān)應(yīng)用的二極管主要是利用了它的通(電阻很小)、斷(電阻很大)特性,即二極管對正向及反向電流表現(xiàn)出的開關(guān)作用。二極管和一般開關(guān)的不同在于,“開”與“關(guān)”由所加電壓的極性決定,而且“開”態(tài)有微小的壓降Vf,“關(guān)”態(tài)有微小的電流I0。當(dāng)電壓由正向變?yōu)榉聪驎r,電流并不立刻成為(-I0),而是在一段時間ts內(nèi),反向電流始終很大,二極管并不關(guān)斷。
經(jīng)過ts后,反向電流才逐漸變小,再經(jīng)過tf時間,二極管的電流才成為(-I0),如圖1示。ts稱為儲存時間,tf稱為下降時間。tr=ts+tf稱為反向恢復(fù)時間,以上過程稱為反向恢復(fù)過程。
這實際上是由電荷存儲效應(yīng)引起的,反向恢復(fù)時間就是存儲電荷耗盡所需要的時間。該過程使二極管不能在快速連續(xù)脈沖下當(dāng)做開關(guān)使用。如果反向脈沖的持續(xù)時間比tr短,則二極管在正、反向都可導(dǎo)通,起不到開關(guān)作用。因此了解二極管反向恢復(fù)時間對正確選取管子和合理設(shè)計電路至關(guān)重要。
開關(guān)從導(dǎo)通狀態(tài)向截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變時,二極管或整流器在二極管阻斷反向電流之前需要首先釋放存儲的電荷,這個放電時間被稱為反向恢復(fù)時間,在此期間電流反向流過二極管。即從正向?qū)娏鳛?時到進入完全截止?fàn)顟B(tài)的時間。
反向恢復(fù)過程,實際上是由電荷存儲效應(yīng)引起的,反向恢復(fù)時間就是正向?qū)〞rPN結(jié)存儲的電荷耗盡所需要的時間。假設(shè)為Trr,若有一周期為T1的連續(xù)PWM波通過二極管,當(dāng)Trr>T1時,二極管反方向時就不能阻斷此PWM波,起不到開關(guān)作用。二極管的反向恢復(fù)時間由Datasheet提供。反向恢復(fù)時間快使二極管在導(dǎo)通和截止之間迅速轉(zhuǎn)換,可獲得較高的開關(guān)速度,提高了器件的使用頻率并改善了波形。