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浅谈开关电源中的肖特基二极管和快恢复二极管|技术分享-全盛棋牌69cc官网版

来源:晶恒 浏览:- 发布日期:2016-04-03 20:25:00【 】

 

       开关电源的选型设计过程中,我们用到各类二极管,其中,常用的是肖特基整流二极管和快恢复二极管。那么我们看几个问题:

      1.肖特基二极管和快恢复二极管有什么区别?
      2.反向恢复时间到底是怎么回事?
      3.二极管的功耗算平均电流还是有效值电流?

       先谈谈第一个问题:
       从根本上说,肖特基二极管和快恢复二极管在物理结构上是不一样的。肖特基二极管的阳极是金属,阴极是n型半导体;快恢复二极管基本结构仍然是普通的pin二极管,即阴阳极分别为np型半导体。物理结构决定了两者的电特性。
       1.肖特基二极管反压较低,通常200v以下(济南有限责任公司产品目前已突破300v,成为能够突破300v超高压肖特基二极管的公司)。同等耐压,相同电流下,肖特基二极管的正向压降低于快恢复二极管。
       例如,同样耐压50v的肖特基和超快恢复二极管,在1a电流下,前者的正向压降约0.5v左右,而后者的vf0.95v


       2. 肖特基二极管载流子只有电子,数多子器件理论上没有反向恢复时间,超高压肖特基除外。而快恢复二极管本质上和pin二极管一样,是少子器件的反向恢复时间通常在几十到几百ns

       3. 额定反向耐压下,快恢复二极管的反向漏电流较小,通常在几ua到几十ua;肖特基二极管的反向漏电流则通常达到几十ua,高温状态下,部分品种可达几十ma,且随温度升高急剧增大。

       第二个问题,反向恢复时间是怎么回事?
       反向恢复时间基本的定义是:二极管从导通状态转换成关断状态所需的时间。
       从定义可以看出,二极管导通状态下突然施加一个反偏电压,它是不能马上截止的。我们从根本上来看看这是为什么。


       我们常用的pn结二极管,其中重掺杂的p型半导体作为阳极,重掺杂的n型半导体作为阴极,为了承受更高的反向耐压,中间有一段较长的区域为接近本征半导体的轻掺杂n型区域。
       pn结加正偏电压时,在电场作用下,p区的空穴向n区扩散,n区的电子向p区扩散,于是形成正向电流。对于p区而言,n区过来的电子是少子,同样对于n区而言,p区过来的空穴也是少子。因此,pn结二极管实际上是通过少子来传送电流的,即少子器件。
       可见,在正向导通的时候,p区存在大量电子,n区存在大量空穴。

       此外,对于二极管的反向恢复问题,讨论的是二极管的通态损耗,不考虑反向恢复损耗。答案是平均电流。为什么呢?
       首先,二极管的基本特性是单向导通,所以电流是单向的(不考虑反向恢复),而二极管的导通压降通常认为是基本不变的,显然,对一定时间内的电流和电压乘积积分,结果就是平均电流和正向压降的乘积,即二极管通态损耗是以平均电流计算的。
       那有效值电流是否毫无意义呢?也不见得。纯阻性的损耗通过有效值计算,二极管除了pn结外,还有封装的接触电阻、引线电阻,这些部分的损耗,就是通过有效值来评估的,不过相对于结压降,封装带来的压降大多数情况下可以忽略。

 

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