快恢復(fù)二極管的反向漏電流

  快恢復(fù)二極管(FRD)它具有超快的開關(guān)速度、超低的反向漏電流和超軟恢復(fù)的優(yōu)越性能。
  功率快恢復(fù)二極管各參數(shù)之間存在著折衷關(guān)系，主要是正向?qū)ㄌ匦?、反向恢?fù)特性，及反向擊穿特性等之間各參數(shù)的矛盾主要的性能參數(shù)包括正向壓降、反向峰值電流、反向恢復(fù)時間、軟度因子、阻斷電壓、漏電流。我們只能在各參數(shù)之間取其折衷而無法實現(xiàn)所有特性參數(shù)的最優(yōu)值，在取得一項或幾項參數(shù)優(yōu)化的同時，不過多犧牲其它參數(shù)，實現(xiàn)器件綜合性能在一定方向上的優(yōu)化。
 
  1. 反向出電流
  實際快恢復(fù)二極管，由于耗盡區(qū)外邊緣擴散長度以內(nèi)載流子的擴散以及耗盡層內(nèi)載流子的空間產(chǎn)生，總是會有微小的電流，這就是器件的反向漏電流I_R，它決定著二極管反向工作時的功率損耗。一般來說，漏電流由反向擴散電流I_D、表面漏電流I_S和空間電荷區(qū)產(chǎn)生電流I_G三部分組成，如式1所示：

  由于處理功率較高，F(xiàn)RD的結(jié)面積和厚度要明顯大于普通二極管，所以漏電也明顯很大。因為漏電流研究的主要對象是考慮空間電荷區(qū)產(chǎn)生電流比，所以漏電流一般是在結(jié)溫125℃或150℃的高溫條件下測量，是因為高溫條件下表面漏電流和擴散電流要遠小于空間電荷區(qū)產(chǎn)生電流?？臻g電荷區(qū)產(chǎn)生電流可以由空間電荷區(qū)產(chǎn)生率積分得到，如式2所示：   其中：τ_SC為空間電荷產(chǎn)生壽命
         n_i為本征載流子濃度
         Τ_n0、τ_p0為少數(shù)載流子壽命
         E_r為復(fù)合中心的能級位置
         E,為本征能級位置
  從式2可以看出，空間電荷區(qū)產(chǎn)生電流I_G隨著本征載流子濃度的增加而增加(即隨著溫度上升漏電流會上升很快)，因此一般高溫下漏電要遠大于常溫下的漏電。在高溫條件下，漏電流近似為空間電荷區(qū)產(chǎn)生電流，除去器件結(jié)構(gòu)參數(shù)因素，漏電流只與空間電荷區(qū)產(chǎn)生壽命τ_SC有關(guān)，且其成反比，即τ_SC越大，漏電流越小，根據(jù)復(fù)合中心也是產(chǎn)生中心的理論，在進行了壽命控制的二極管中，τ_SC的大小決定了復(fù)合中心的性質(zhì)，即復(fù)合中心能級位置、濃度和俘獲截面。復(fù)合中心濃度和俘獲截面越大，少數(shù)載流子壽命τ_n0和p₀越小，τ_SC就越小，漏電就越大。這說明壽命控制時引入的復(fù)合中心越多，減小反向恢復(fù)時間的效果越好，但引起漏電的上升也就越大，兩者之間存在矛盾，從式3能直觀看出，復(fù)合中心能級與本征能級(近似禁帶中線)差距越小，τ_SC就越小，漏電就越大，但復(fù)合作用也會越明顯，因此復(fù)合中心的能級位置也是壽命控制的重要考慮因素。



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