快恢复二极管的反向恢复特性

快恢复二极管的反向恢复特性

   二极管的反向特性。在电子电路中，二极管的正极接在低电位端，负极接在高电位端，此时二极管中几乎没有电流流过，此时二极管处于截止状态，这种连接方式，称为反向偏置。二极管处于反向偏置时，仍然会有微弱的反向电流流过二极管，称为漏电流。当普通二极管两端的反向电压增大到某一数值，反向电流会急剧增大，二极管将失去单方向导电特性，二极管会反向热击穿而损坏。

   快恢复二极管的反向恢复特性决定着功率变换器的性能，在双极功率晶体管的电流下降时间大于1us(开通时间约100ns)时期，二极管的反向恢复在双极功率晶体管的开通过程中完成，而且双极功率晶体管达到额定集电极电流的1/2-2/3左右后随着Ic上升Hfe急剧下降，限制了二极管的反向恢复电流的峰值，在某种意义上，也限剬了di/dt，双极功率晶体管的开通过程掩盖了二极管的反向恢复特性，因而对二极管的反向恢复仅仅是反向恢复时间提出要求。随着功率半导体器件的开关速度提高，特别是Power MOSFET、高速IGBT的出现，不仅开通速度快(可以在数十纳秒内将MOSFET彻底导通或关断)，而且在额定驱动条件下，其漏极/集电极电流可以达到额定值的5-10倍，使MOS或IGBT在开通过程中产生高的反向恢复峰值电流IRRM，同时MOS或IGBT在开通过程结束后二极管的反向恢复过程仍然存在，使二极管的反向恢复特性完全暴露出来，高的IRRM、di/dt使开关管和快速二极管本身受到高峰值电流冲击并产生较高的EMT。因而对二极管的反向恢复特性不仅仅限于反向恢复时间短，而且要求反向恢复电流峰值尽可能低，反向恢复电流的下降，上升的速率尽可能低，即超快、超软以降低开关过程中反向恢复电流对开关电流的冲击，减小开关过程的EMI。

   当快恢复二极管正向导通电流时，将从阳极和阴极注入大量载流子，并在基区以少数载流子的形式储存电荷，即从阳极注入的空穴以少子的形式在基区存储电荷。但当电路中导通的快恢复二极管因外加反向电压使其换向时，要实现快恢复二极管的“断态”，必须把快恢复二极管导通时在基区储存的大量少数戴流子完全抽出或者中和掉，这就需要一定时间才能使快恢复二极管恢复反向阻断能力，这时间就定为快恢复二极管的反向恢复时间trr。