大功率二极管主要参数_大功率二极管特性_常用大功率二极管及特点

　　大功率二极管PN结面积大，能过较大电流，但结电容也大，只能工作在较低频率下，一般仅用作整流用。一般的二极管结面积小，不能通过较大电流，但结电容小，可在高频率下工作，一般用于高频电路和小功率的整流。

　　大功率二极管的主要参数

　　1、额定正向平均电流（额定电流）IF《？xml:namespace prefix = o ns = “urn:schemas-microsoft-com:office:office” /》指在规定＋40℃的环境温度和标准散热条件下，元件结温达额定且稳定时，容许长时间连续流过工频正弦半波电流的平均值。将此电流整化到等于或小于规定的电流等级，则为该二极管的额定电流。在选用大功率二极管时，应按元件允许通过的电流有效值来选取。对应额定电流IF的有效值为1.57IF。2、反向重复峰值电压（额定电压）ＵRRM在额定结温条件下，元件反向伏安特性曲线（第Ⅲ象限）急剧拐弯处于所对应的反向峰值电压称为反向不重复峰值电压URSM。反向不重复峰值电压值的80％称为反向重复峰值电压URRM。再将URRM整化到等于或小于该值的电压等级，即为元件的额定电压。3、反向漏电流IRR对应于反向重复峰值电压URRM下的平均漏电流称为反向重复平均电流IRR。4、正向平均电压UF在规定的＋40℃环境温度和标准的散热条件下，元件通以工频正弦半波额定正向平均电流时，元件阳、阴极间电压的平均值，有时亦称为管压降。元件发热与损耗与UF有关，一般应选用管压降小的元件以降低元件的导通损耗。5、大功率二极管的型号普通型大功率二极管型号用ZP表示，其中Z代表整流特性，P为普通型。普通型大功率二极管型号可表示如下ZP［电流等级］—［电压等级/100］［通态平均电压组别］如型号为ZP50—16的大功率二极管表示：普通型大功率二极管，额定电流为50A，额定电压为1600V。

　　大功率二极管的特性

　　1．大功率二极管的伏安特性

　　二极管阳极和阴极间的电压Uak与阳极电流ia间的关系称为伏安特性，如图1所示。第Ⅰ象限为正向特性区，表现为正向导通状态。第Ⅲ象限为反向特性区，表现为反向阻断状态。

　　

　　a）实际特性 b）理想特性

　　图1 大功率二极管的伏安特性

　　2．大功率二极管的开通、关断特性

　　大功率二极管具有延迟导通和延迟关断的特征，关断时会出现瞬时反向电流和瞬时反向过电压。

　　（1）大功率二极管的开通过程

　　大功率二极管的开通需一定的过程，初期出现较高的瞬态压降，过一段时间后才达到稳定，且导通压降很小。图2为大功率二极管开通过程中的管压降uD和正向电流iD的变化曲线。由图可见，在正向恢复时间tfr内，正在开通的大功率二极管上承受的峰值电压UDM比稳态管压降高的多，在有些二极管中的峰值电压可达几十伏。

　　

　　图2 大功率二极管的开通过程          图3 大功率二极管的关断过程

　　（2）大功率二极管的关断过程

　　图3为大功率二极管关断过程电压、电流波形。

　　大功率二极管应用在低频整流电路时可不考虑其动态过程，但在高频逆变器、高频整流器、缓冲电路等频率较高的电力电子电路中就要考虑大功率二极管的开通、关断等动态过程。

　　常用大功率二极管及其特点

　　一、肖特基二极管（英文简称SBD）

　　

　　肖特基势垒二极管简称肖特基二极管。它不是PN结，而是利用金属与半导体接触形成的金属-半导体结原理制作的。因此，肖特基二极管也称为金属-半导体（接触）二极管或表面势垒二极管。由于肖特基二极管的开关速度非常快，开关损耗也特别小，反向恢复时间极短（可以小到几纳秒），尤其适合于高频应用。其正向压降低，仅0.4V左右，比PN结二极管低（约低0.2V）。而整流电流却可达到几千毫安。这些优良特性是快恢复二极管所无法比拟的。但其反向击穿电压比较低，大多不高于60V，最高仅约100V，反向漏电流比PN结二极管也大。

　　二、快恢复二极管

　　GTO，MCT，IGBT等，都需要一个与之并联的快恢复二极管，以通过负载中的无功电流，减小电容的充电时间，同时抑制因负载电流瞬时反向而感应的高电压。快恢复二极管必须具有快速开通和高速关断能力，即具有短的反向恢复时间trr，较小的反向恢复电流IRRM。国际上快恢复二级管的水平已达到2500A/3000V，300ns。