??快恢復(fù)二極管FRD器件的應(yīng)用領(lǐng)域
作者：海飛樂技術(shù) 時(shí)間：2017-05-08 09:55
功率半導(dǎo)體器件是弱電控制與強(qiáng)電運(yùn)行之間、信息技術(shù)與先進(jìn)制造之間的橋梁，是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。隨著世界各國對(duì)節(jié)能減排的需求越來越迫切，功率半導(dǎo)體器件己從傳統(tǒng)的工業(yè)控制和4C(通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)電子和汽車)領(lǐng)城邁向新能源、軌道交通、智能電網(wǎng)、變頻家電等諸多產(chǎn)業(yè)。
在各種功率半導(dǎo)體器件中，功率二極管是一種相對(duì)最簡單的器件，但它卻是電力電子電路中應(yīng)用最廣泛的的元器件，在電路中起著舉足輕重的作用。它的性能直接影響了電路設(shè)計(jì)的合理性和電路運(yùn)行的可靠性。
隨著電力電子技術(shù)向著輕型化、微型化、智能化、節(jié)能化發(fā)展，各種控制電路(如變頻電路、斬波電路)的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，這些電力電子電路中的主回路不論是采用換流關(guān)斷的晶閘管，還是采用有自關(guān)斷能力的新型電力電子器件，如GTO，功率VDM0S，IGBT等，都需要一個(gè)與之并聯(lián)的快恢復(fù)二極管，以通過負(fù)載中的無功電流，減小電容的充電時(shí)間，同時(shí)抑制因負(fù)載電流瞬時(shí)反向而感應(yīng)的高電壓。這是由于在反向偏置時(shí)IGBT，功率VDMOS等器件承受反向電壓的能力很低，結(jié)構(gòu)中的反向二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)。
在不間斷電源、開關(guān)電源中，為了取得最少諧波的平滑波形，變換器件開關(guān)頻率就必須盡可能的提高。但是每次開關(guān)都會(huì)產(chǎn)生損耗，導(dǎo)致器件溫度升高。冷卻能力通常限制了變換器件的性能。具有良好設(shè)計(jì)的二極管在減小變換器的損耗上發(fā)揮很大作用，二極管開關(guān)特性越好，器件開通損耗就越小。
由于IGBT，功率VDMOS等電力電子器件的頻率和性能不斷提高，為了與其關(guān)斷過程相匹配，該二極管必須具有快速開通和高速關(guān)斷能力，即具有短的反向恢復(fù)時(shí)間trr，較小的反向恢復(fù)電流IRRM和軟恢復(fù)特性。
在高壓、大電流的電路中，傳統(tǒng)的PIN二極管具有較好的反向耐壓性能，且正向偏置時(shí)它可以在很低的電壓下就會(huì)導(dǎo)通較大的電流，呈現(xiàn)低阻狀態(tài)。然而，正向大注入的少數(shù)載流子的存在使得少子壽命較長，二極管的開關(guān)速度相應(yīng)較低，為提高其開關(guān)速度，可采用摻雜重金屬雜質(zhì)和通過電子輻照的辦法減小少子壽命，但這里會(huì)不同程度的造成二極管的硬恢復(fù)特性，在電路中引起較高的感應(yīng)電壓，對(duì)整個(gè)電路的正常工作產(chǎn)生重要影響。因而，開發(fā)高頻高壓快速軟恢復(fù)大功率二極管已成為一個(gè)非常重要和迫切的任務(wù)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
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