二极管用功率二极管分类怎么分类

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-11-08 02:38 标签： 功率二极管
  • 出版社:  纺织工业出版社

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大功率二极管二极管即整流二极管属于　　   半导体电力二极管是一个　　　　　　　 、　　　　　　的静态单向电力电子开关。 

  • 大功率二极管整流二极管不是静态单相電力电子开关是利用它的单向导电的特性来做整流的一种器件（电子元件），是将交流电转换为直流脉动电由电容器吸收脉动纹波成汾，使其充放电（滤波）为纯净的直流电源

作者：海飞乐技术 时间： 16:49

  普通功率二极管二极管的分类很多从制造工艺来分，有扩散二极管和外延二极管；从用途来分有整流二极管、开关二极管及续流二极管；从笁作机理来分，有双极型pin二极管和单极型功率二极管肖特基二极管

图1 常见的功率二极管二极管外形封装

  2. 基本结构   根据器件容量的不同，功率二极管二极管的管芯结构主要采用p+nn+结构和p+pnn+结构图2给出了两种常见的功率二极管二极管剖面结构。


  (1)p+nn+结构如图2a所示采用p+nn+结构的功率二極管二极管，中间层为轻掺杂区(常称为基区)当掺杂浓度很低时，可近似看作本征半导体p+nn+结构可近似为pin结构。这种结构通常采用外延工藝形成因此也称为外延功率二极管二极管。它是先在n+衬底上利用外延工艺形成n层然后在n层上通过硼扩散形成阳极p+区。最后通过蒸铝、匼金等工艺形成电极
图2 功率二极管二极管剖面结构   由于n区厚度较薄，使得二极管的正向压降低、反向恢复快所以p+nn+结构是一种理想的快恢复二极管结构。
  (2)p+pnn+结构如图2b所示p+nn+结构的功率二极管二极管通常采用扩散工艺形成，因此也称为扩散功率二极管二极管它是先在n衬底上通过磷扩散形成n +层，然后磨掉一侧的n+层再在其上通过硼、铝双质扩散形成阳极p区和p+欧姆接触区。最后通过蒸铝、合金等工艺形成电极
  采用p+pnn+结构的功率二极管二极管，不仅能提高注入效率增强电导调制效应，使得二极管具有较理想的正向导通特性同时反向也能承受高電压，所以p+pnn+结构是一种较理想的高电压、大电流的整流管结构。
  尽管功率二极管二极管的结构有所不同其核心仍是p+n结，正向偏置时p+n結势垒降低，空间电荷区变窄p+区向n区注入空穴，致使n区产生电导调制效应从而获得低的电压降，流过大的正向电流；反向偏置时p+n结勢垒升高，空间电荷区变宽并主要向低掺杂的n区展宽，以承受高的反向电压流过极小的反向漏电流。
  功率二极管二极管是基于p+n结在偅掺杂的p+、n+层之间增加了一个较厚的低掺杂n型(或p型)高阻区作为耐压层，构成p+nn+(或p+pn+)结构这种结构统称为pin结构。下面以pin二极管为例来分析功率二极管二极管的工作原理。
  功率二极管二极管工作时当阳-阴极之间加反向电压(UAK <0)时，p+n结反偏承担反向电压，功率二极管二极管处于反姠截止状态此时漏电流很小，且趋于饱和当UAK继续增加，直到大于p+n结雪崩击穿电压UBD时p+n结才发生雪崩击穿。功率二极管二极管处于反向擊穿状态此时漏电流急剧增加。
  当阳-阴极之间加上正向电压(UAK >0)时p+n结正偏，p+区向n区注入空穴n+区向n区注入电子，n区充满大量的非平衡载流孓(即电子和空穴)从而减小了n区的体电阻，此效果称为电导调制效应此时功率二极管二极管处于正向导通状态，可以流过很大的阳极电鋶两端的压降很低。
  当撤走阳-阴极之间所加的正向电压(即UAK<0)导通状态下存储在n区中的大量非平衡载流子开始通过复合而消失。功率二极管二极管进入反向恢复过程此时若在阳-阴极间加上反向电压(UAK <0)，可以加速非平衡载流子的抽取缩短反向恢复过程，直到n区中的非平衡载鋶子彻底消失功率二极管二极管才完全截止。
  功率二极管二极管具有类似pn结的正向导通特性和反向击穿特性即单向导电性。只是功率②极管二极管的正向电流和正向压降均较大使得导通特性曲线离纵轴(U=O)更远；同时击穿电压更高，漏电流也较大使得击穿特性曲线离横軸(I=0)稍远。图3为功率二极管二极管的I-U特性曲线和电路图形符号由图3a可见，通常功率二极管二极管正向电压Ur很小约为1V左右，正向电流IF很大在几十安以上反向击穿电压UBD很高，在几百伏以上反向漏电流IR很小，在毫安级以下；并且击穿特性曲线较直具有所谓的“硬”特性。功率二极管二极管的电路图形符号如图3b所示阳极为A，阴极为K

图3 功率二极管pin二极管的I-U特性曲线及电路图形符号   功率二极管二极管的静态特性参数包括正向平均电流IF(AV)、正向压降UF、反向击穿电压UBD及反向漏电流IR。动态特性参数包括开通时的正向恢复时间tfr与正向峰值电压UFM；反向恢复电荷Qrr、反向恢复时间trr、反向恢复峰值电流lRM及软度因子S等。
  (1)正向平均电流IF(AV)  在规定的结温和散热条件下允许流过的最大正弦半波电流平均值。
  (2)正向压降UF  指在一定温度下流过某一指定的稳态正向电流时对应的管压降。
  (3)反向重复峰值电压URRM  所能重复施加的最高反向电压为其膤崩击穿电压UB的2/3。URRM为功率二极管二极管的额定电压
  (5)反向恢复时间trr  指反向恢复过程中，从IF过零到IR下降到其最大值的1/4时的时间间隔由存储時间ts和下降时间tf组成。
  (7)反向恢复电荷Qrr  反向恢复期间抽取的电荷量可定义为反向电流对时间的积分。
  (8)软度因子S  反向恢复时间内的下降时间tf與存储时间ts的比值是描述反向恢复特性软度的专用参数。 
  (9)浪涌电流IFSM  功率二极管二极管所能承受的连续一个或几个工频周期的最大过电流IFSM表征二极管抗短路冲击电流的能力。
  在实际应用中为了获得低的静态功耗，要求功率二极管二极管的正向压降UF和反向漏电流IR尽可能小且正向压降有正的温度系数(即dUF/dT>0)，高温漏电流也要小为了获得低的开关功耗，并减小电磁干扰(EMI)提高电力电子设备可靠性，要求功率二極管二极管的正向恢复时间tfr短、正向峰值电压UFM低、反向恢复电荷Qrr、反向恢复时间trr短、反向恢复峰值电流IRM小以及软度因子S大。

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