功率二极管的功能和参数

PN结与功率二极管的工作原理

　　基本结构和工作原理与信息电子电路中的二极管相同。它由一个较大面积的PN结、两端引线和封装组成。从外观上看，主要有两种类型的封装，螺栓式和扁平式。

　　PN结的反向击穿（两种形式）

　　（1）雪崩击穿

　　（2） 齐纳击穿

　　（3） 两者都可能导致热击穿

　　PN结的电容效应

　　（1）PN结的电荷量随施加的电压而变化，呈现电容效应，称为结电容CJ，也称为差分电容。

　　（2）结电容按其产生机理和功能的不同分为势垒电容CB和扩散电容CD。

　　（3）电容影响PN结的工作频率，特别是高速开关状态。

　　正向平均电流中频 （AV）

　　额定电流：在规定的外壳温度（称为外壳温度，用TC表示）和散热条件下允许流动的最大工频正弦半波电流的平均值

　　平均正向电流是根据电流的加热效应定义的，因此使用时应根据等有效值的原则选择额定电流，并留有一定的余量。

　　转换关系：
　　当用于高频应用时，开关损耗引起的热量往往不容忽视。

　　当使用反向漏电流大的功率二极管时，其关断状态损耗引起的加热效应不小。

　　然而，在实际的转换器电路中，流过器件的电流不可能完全是正弦半波电流。因此，在设计电路和选择器件时，实际电路中电流的有效值必须等于正弦半波有效值。原则上，通过将设备的额定电流转换为平均值来计算。

　　一个周期内的特定工频正弦半波电流波形如下图所示：

　　

　　图4.特定工频正弦半波电流波形

　　该波形在一个周期内的表达式为：

　

　　图5.表达

　　正向压降 UF

　　指功率二极管在指定温度下与指定稳态正向电流相对应的正向压降。

　　有时，参数表还给出了当特定瞬态正向电流在指定温度动时器件的最大瞬时正向压降。

　　重复峰值反向电压 URRM

　　指可以重复施加到功率二极管的最高峰值反向电压。

　　通常为其雪崩击穿电压UB的2/3。

　　使用时，通常根据电路中功率二极管可能承受的最大反向峰值电压的两倍来选择。

　　最大工作结温 TJM

　　结温是指芯片PN结的平均温度，以TJ表示

　　最高工作结温是指PN结可以承受而不会损坏的最高平均温度

　　TJM通常在125~175ºC范围内

　　反向恢复时间 trr

　　trr=td+tf，在关机过程中，电流降至0以恢复响应阻塞能力时间。

　　浪涌电流 IFSM

　　指功率二极管可以承受的一个或几个工频周期的最大连续过电流。