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快恢復二極管的作用及工作原理

2019-08-09

濟南魯晶半導體作為國內專業(yè)生產快恢復二極管的生產廠家,生產技術已經是非常的成熟,可以很好的幫助客戶控制好品質,也有專業(yè)的工程師在把控產品質量,協助客戶解決自身解決不了的問題。本文主要介紹快恢復二極管的作用及工作原理。

快恢復二極管概述

快恢復二極管（簡稱FRD）是一種具有開關特性好、反向恢復時間短的半導體二極管，主要應用于開關電源、PWM脈寬調制器、變頻器等電子電路中，作為高頻整流二極管、續(xù)流二極管或阻尼二極管使用。

快恢復二極管在制造工藝上采用摻金，單純的擴散等工藝，可獲得較高的開關速度，同時也能得到較高的耐壓。目前快恢復二極管主要應用在逆變電源中做整流元件。

快恢復二極管結構

快恢復二極管的內部結構與普通PN結二極管不同，它屬于PIN結型二極管，即在P型硅材料與N型硅材料中間增加了基區(qū)I，構成PIN硅片。

因為PD的主要有源區(qū)是勢壘區(qū)，所以展寬勢壘區(qū)即可提高靈敏度。p-i-n結快恢復二極管實際上也就是人為地把p-n結的勢壘區(qū)寬度加以擴展，即采用較寬的本征半導體（i）層來取代勢壘區(qū)，而成為了p-i-n結。

p-i-n結快恢復二極管的有效作用區(qū)主要就是存在有電場的i型層（勢壘區(qū)），則產生光生載流子的有效區(qū)域增大了，擴散的影響減弱了，并且結電容也大大減小了，所以其光檢測的靈敏度和響應速度都得到了很大的提高。

快恢復二極管的工作原理

快恢復二極管的內部結構是在P型硅材料與N型硅材料中間增加了基區(qū)I，構成PIN硅片。因基區(qū)很薄，反向恢復電荷很小，不僅大大減小了TRR值，還降低了瞬態(tài)正向壓降，使管子能承受很高的反向工作電壓。

快恢復二極管的反向恢復時間一般為幾百納秒，正向壓降約為0.6V，正向電流是幾安培至幾千安培，反向峰值電壓可達幾百到幾千伏。超快恢復二極管的反向恢復電荷進一步減小，使其trr可低至幾十納秒。20A以下的快恢復及超快恢復二極管大多采用TO-220封裝形式。

加負電壓（或零偏壓）時，快恢復二極管等效為電容+電阻；加正電壓時，快恢復二極管等效為小電阻。用改變結構尺寸及選擇快恢復二極管參數的方法，使短路的階梯脊波導的反射相位（基準相位）與加正電壓的PIN管控制的短路波導的反射相位相同。還要求加負電壓（或0偏置）的快恢復二極管控制的短路波導的反射相位與標準相位相反（-164°～+164°之間即可）。

快恢復二極管的主要特點

快恢復二極管的最主要特點是它的反向恢復時間（trr）在幾百納秒（ns）以下，超快恢復二極管甚至能達到幾十納秒。