为什么要用肖特基二极管续流？

我们来看一个问题：

为什么开关电源中，一般用肖特基二极管续流，不用快恢复二极管呢？

 

答案主要有两点：

一是肖特基二极管导通电压更低。

二是肖特基二极管速度更快，反向恢复时间更小。

如此一来，使用肖特基二极管肯定损耗是更小的，整体器件散热更少，温度更低，这样整个开关电源效率也更高。

 

上面这一段话，想必大家都知道，不过仅从文字上面看，有一种模糊，不那么透彻的感觉，今天就主要结合实例，对比肖特基和快恢复二极管两者的差异。

 

实验

电路就用的Boost电路，如下图：

这次我们重点关注图中的二极管，当然了，这个二极管一般使用肖特基二极管，图中使用的是MBR735，也是一个肖特基二极管。
 

 

我们看一下二极管的电流和电压波形，如下图：

可以看到，这个肖特基二极管的导通时间是0.5V左右。
 

另一方面，二极管在导通到截止切换时，电流有一个向下的脉冲，峰值可以达到-1.2A，这个是反向电流。

也就是说，二极管存在反向导通的时间，并不能在电压反向时马上截止。

我们把下冲拉开看看，如下图：

大的负电流持续的时间大概是2ns左右，在6ns时电流完全降低到0。
 

 

为什么会有这个负电流呢？

这是因为肖特基二极管存在结电容，这个结电容大概是200pF左右，比硅二极管要大（硅一般是20pF左右，这里的数值仅供参考，不同二极管不同），电容电压发生变化，自然会有充放电发生，就形成了电流。

也有个说法是肖特基二极管也存在反向恢复时间，只不过很短，小于10ns。

不过我的看法是肖特基是不存在反向恢复时间的，因为反向恢复时间一般认为是少数载流子的存储效应导致的，而肖特基二极管是由肖特基结构成的，不存在少子。

但是肖特基二极管它存在结电容，而且这个结电容比硅二极管要大，这个结电容引起的效果有点像是反向恢复时间。

好了，这个定义就不纠结了，总之意思大概就是，肖特基二极管的反向电流会比较小，持续时间也会比较短。

以上是肖特基二极管的情况，下面看看超快恢复二极管。

 

换为超快恢复二极管

电路只将二极管换成了超快恢复二极管MURS320。
 

从它的手册里面可以知道，反向恢复时间最大是35ns，这在二极管中这已经是相当小的。

我们也看一下它的电流和电压波形。

可以看到，导通电压要更高一些，是0.7V左右。
 

这个下冲就更明显了，直接达到了-38A左右，有点吓人。

我们也把下冲拉开看看。

可以看到，持续的时间大概是5ns左右。
 

 

这里可能有一个疑问：

在MURS320产品的产品手册里面，这个管子反向恢复时间是35ns左右，怎么现在这么小？

 

我的想法是，反向恢复时间是在一定条件下测试的，反向电流是有限制的，如下图：

而我们这个boost电路，肯定跟这个测试电路是不同的，在反向时，并没有什么别的器件能阻碍反向电流，所以反向电流会比较大。
 

并且，二极管反向恢复时间，就是正向导通时PN结存储的少数载流子电荷耗尽所需要的时间。

反向截止之前，正向电流一定，那么存储的电荷就一定。截止切换时，反向电流越大，那么存储的电荷消耗得就越快，进而导致持续的时间越短，所以我们看起来的反向恢复时间与二极管手册里面有较大区别。

  

超快恢复换成普通硅二极管会怎么样？

结果是：换成普通硅二极管之后，这个boost直接工作异常，输出电压不对了。

原因想想也很简单，普通硅二极管的反向恢复时间都到了us级别了，开关频率300Khz，周期就是3.3us，半个周期是1.67us，在这个频率下，二极管基本可以看作是一直导通了。