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肖特基和快速恢複二極管的區别
肖特基和快速恢複二極管的區别
更新时间:2024-11-20 11:20:03

肖特基和快速恢複二極管的區别?通常,額定電流超過1安培的半導體器件稱為功率半導體它們阻斷電壓範圍從幾伏一直到上萬伏在衆多的功率半導體器件中,功率二極管是相對簡單的一種器件,但它同時也是在電力電于電路中應用最為廣泛的一種常用基礎器件它不僅應用于簡單的整流電路,同時也常常用作續流二極管(簡稱FWD),簡單的單相半橋式逆變電路中,與可控的開關器件匹配,反并聯使用,以繼續維持感性負載上的電流,防止由于電流的突然跌落産生的電壓尖峰這種FWD的使用,在開關電源、變頻電源、不間斷電源、變頻電機驅動等很多應用場合大量存在,我來為大家講解一下關于肖特基和快速恢複二極管的區别?跟着小編一起來看一看吧!

肖特基和快速恢複二極管的區别(快恢複二極管FRD的基本結構與工作原理)1

肖特基和快速恢複二極管的區别

通常,額定電流超過1安培的半導體器件稱為功率半導體。它們阻斷電壓範圍從幾伏一直到上萬伏。在衆多的功率半導體器件中,功率二極管是相對簡單的一種器件,但它同時也是在電力電于電路中應用最為廣泛的一種常用基礎器件。它不僅應用于簡單的整流電路,同時也常常用作續流二極管(簡稱FWD),簡單的單相半橋式逆變電路中,與可控的開關器件匹配,反并聯使用,以繼續維持感性負載上的電流,防止由于電流的突然跌落産生的電壓尖峰。這種FWD的使用,在開關電源、變頻電源、不間斷電源、變頻電機驅動等很多應用場合大量存在。

快恢複二極管具有反向阻斷時高耐壓低漏電流,正向低通态電阻大電流的特點。由于作為開關使用,因此一般需要其開關速度較快。另外,适當選擇續流二極管的特性,尤其是反向恢複特性,如反向恢複時間和反向恢複軟度,能夠顯著減少開關器件、二極管和其他電路元件的功耗,并減小由續流二極管引起的電壓尖峰、電磁幹擾,從而盡量減少甚至去掉吸收電路。

功率二極管與普通二極管的區别在于它具有額定工作電流大,阻斷電壓高的特點。因此,為了實現高耐壓,不能使用普通的PN結結構,而是普遍采用P-i-N結構。

P-i-N結構的二極管,在普通的PN結之間加了一個i區,代指輕摻雜的半導體區。由于PN結是通過耗盡區的擴展來承受壓降的,因此,由泊松方程可知,耗盡區内的淨電荷密度越小,電場斜率就越小,而又由于電場峰值處在PN結處,因此,輕摻雜一側的半導體耗盡後,場下降緩慢,電壓為電場在位置上積分,便可以承受較大的電壓。因此,最好,在PN結之間有一個本征區,這樣,電場就可以平着一段距離,以實現較大耐壓。i代表本征區的含義,但本征半導體在實際工藝中是不現實的,因此,i區實際上是一個輕摻雜的半導體區。通常,這個i區是輕摻雜的N區,原因主要有兩個:一是,通過使用中子嬗變的工藝,可制造出摻雜濃度低且非常均勻的N型摻雜;二是,對于同一給定電壓級别,P N結制成的器件厚度比N P結制成的器件厚度要薄,同時器件功耗是與它們的厚度平方約成正比增加的。前面已經提到了P-i-N結構的P N結區了,下面介紹剩下的N區的必要性。

對于半導體與金屬電幾的接觸,由于N型半導體不像P型半導體可以低摻雜一樣容易與金屬形成良好的歐姆接觸,與其摻雜濃度低于1019cm-3時就會産生較高的接觸電阻,因此,i區不能直接與金屬電極相連,以免産生較大壓降及過多功耗。通過在輕摻雜的i區側添加一個重摻雜的N 層,便可以解決該問題。這也就形成了功率二極管P-i-N的基本結構。由于反偏狀态下,PN結結角處會有電力線集中,因此簡單的P-i-N二極管通常其耐壓值更遠小于相應的理想平行平面結的耐壓。為了改善其耐壓特性,通過引入結終端技術,回采用分壓場環、保護環、場闆、或使用台面結構、正斜角、負斜角終端來提高終端效率,實現最大程度的耐壓。

快恢複二極管正向的低阻,是通過PN結正偏時,向i區注入大量的等離子體,這些過剩的載流子濃度遠超過i區平衡時的載流子濃度,形成對i區的電導調制來實現的。然而,這些注入的大量過剩載流子,在PN結反偏,也就是二極管關斷時,卻會大大拖慢器件的關斷時間。由于i區通常要有一定的厚度來維持耐壓,因此,器件在正偏工作時裡面儲存的少數載流子需要通過漂移、複合才能消失,但這是需要一定時間的,這也就形成了功率二極管的反向恢複過程。由于快恢複二極管通常與其他開關器件反并聯使用,反向恢複過程嚴重制約了器件的高額性能,極大影響到其他器件以及整個系統的工作頻率及性能,因此需要極力減小、消除。

摻雜的i區側添加一個重摻雜的N 層,便可以解決該同題。這也就形成了快恢複二極管P-i-N的基本結構。

以上就是小編今天分享的所有内容啦,大家有任何問題可留言給我們哦~

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