^{快恢復(fù)二極管模塊}

^{肖特基二極管是以金屬和半導(dǎo)體接觸形成的勢(shì)壘為基礎(chǔ)的二極管，簡(jiǎn)稱肖特基二極管(Schottky Barrier Diode），具有正向壓降低（0.4--0.5V）、反向恢復(fù)時(shí)間很短（10-40納秒），而且反向漏電流較大，耐壓低，一般低于150V，多用于低電壓場(chǎng)合。這兩種管子通常用于開關(guān)電源。}

^{肖特基二極管和快恢復(fù)二極管區(qū)別：前者的恢復(fù)時(shí)間比后者小一百倍左右，前者的反向恢復(fù)時(shí)間大約為幾納秒。}

^{前者的優(yōu)點(diǎn)還有低功耗，大電流，超高速！電氣特性當(dāng)然都是二極管。}

^{快恢復(fù)二極管在制造工藝上采用摻金,單純的擴(kuò)散等工藝,可獲得較高的開關(guān)速度,同時(shí)也能得到較高的耐壓.目前快恢復(fù)二極管主要應(yīng)用在逆變電源中做整流元件。}

^{肖特基二極管：反向耐壓值較低40V-50V，通態(tài)壓降0.3-0.6V，小于10nS的反向恢復(fù)時(shí)間。它是具有肖特基特性的“金屬半導(dǎo)體結(jié)”的二極管。其正向起始電壓較低。其金屬層除材料外，還可以采用金、鉬、鎳、鈦等材料。其半導(dǎo)體材料采用硅或砷化鎵，多為N型半導(dǎo)體。這種器件是由多數(shù)載流子導(dǎo)電的，所以，其反向飽和電流較以少數(shù)載流子導(dǎo)電的PN結(jié)大得多。由于肖特基二極管中少數(shù)載流子的存貯效應(yīng)甚微，所以其頻率響僅為RC時(shí)間常數(shù)限制，因而，它是高頻和快速開關(guān)的理想器件。其工作頻率可達(dá)100GHz。并且，MIS（金屬－絕緣體－半導(dǎo)體）肖特基二極管可以用來(lái)制作太陽(yáng)能電池或發(fā)光二極管。}

^{快恢復(fù)二極管：有0.8-1.1V的正向?qū)▔航担?5-85nS的反向恢復(fù)時(shí)間，在導(dǎo)通和截止之間迅速轉(zhuǎn)換，提高了器件的使用頻率并改善了波形?？旎謴?fù)二極管在制造工藝上采用摻金,單純的擴(kuò)散等工藝,可獲得較高的開關(guān)速度,同時(shí)也能得到較高的耐壓.目前快恢復(fù)二極管主要應(yīng)用在逆變電源中做整流元件。}

^{通常，5~20A的快恢復(fù)二極管采用TO-220FP塑料封裝，20A以上的大功率快恢復(fù)二極管采用頂部帶金屬散熱片的TO-3P塑料封裝，5A一下的快恢復(fù)二極管則采用DO-41，DO-15，或D0-27等規(guī)格塑料封裝。}

^{傳統(tǒng)的快速整流二極管使用摻金或鉑的外延片以控制載流子壽命，但這些二極管表現(xiàn)出了以下的技術(shù)缺點(diǎn)：}

^{1．正向電壓降Vf隨著溫度的升高而降低；}

^{2．高溫下漏電流大；}

^{3．高溫下快速di/dt時(shí)開關(guān)不穩(wěn)定。}

^{有一種二極管稱為SONIC二極管，其反向恢復(fù)時(shí)間比較長(zhǎng)，約0.2～0.4μs，軟度因子在0.7左右。在制造中除了采用平面結(jié)終止結(jié)構(gòu)，玻璃鈍化并有硅橡膠保護(hù)外，還采用了從硅片背面進(jìn)行深擴(kuò)散磷和控制軸向壽命抑制因素，使快速二極管的反向恢復(fù)電流衰減較慢，具有反向“軟恢復(fù)”特性，防止在高頻應(yīng)用時(shí)在硬關(guān)斷過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)高的反向尖峰電壓，保護(hù)了開關(guān)器件及其二極管自身。該二極管在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)性能穩(wěn)定，并且對(duì)于溫度的變化正向電壓降的變化可以忽略不計(jì)。該二極管是為高頻應(yīng)用設(shè)計(jì)的，在高頻應(yīng)用時(shí)穩(wěn)定可靠。}

^{新的快速軟恢復(fù)二極管－SONIC二極管系列克服了這些缺點(diǎn)，它們的優(yōu)點(diǎn)為：}

^{1．并聯(lián)二極管工作時(shí)正向電壓降Vf與溫度無(wú)關(guān)；}

^{2．阻斷電壓穩(wěn)定，漏電流比摻金和鉑的??；}

^{3．快速軟恢復(fù)二極管在高溫下反向漏電流從 25℃到125℃比摻鉑FRED少50%。}

^{SONIC二極管采用磷深擴(kuò)散和軸向壽命抑制因素，電壓從600V至1800V，如圖1所示。在硼中受控的軸向壽命抑制因素用來(lái)控制區(qū)域1中空穴的發(fā)射效率。區(qū)域2所示的軟N區(qū)為軟恢復(fù)提供了額外電荷。空穴的較低的發(fā)射效率使得器件的正向電壓降對(duì)溫度不太敏感，這有利于二極管并聯(lián)工作，并且在高溫時(shí)開關(guān)損耗最小。利用電子輻照作為附加的標(biāo)準(zhǔn)壽命抑制因素，二極管的軟度可以得到進(jìn)一步控制。}

^{圖1   SONIC軟恢復(fù)二極管的壽命控制}

^{該二極管恢復(fù)波形異常的平滑沒(méi)有振蕩，所以電磁干擾EMI值非常低。這種軟恢復(fù)二極管不僅導(dǎo)致開關(guān)損失減少，而且允許去除二極管的并聯(lián)RC緩沖器。采用軸向壽命抑制因素可以得到最佳性能的二極管。}

^{電力電子學(xué)中的功率開關(guān)器件（IGBT、MOSFET、BJT、GTO）總是和快速二極管相并聯(lián)，在增加開關(guān)頻率時(shí)，除傳導(dǎo)損耗以外，功率開關(guān)的固有的功能和效率均由二極管的反向恢復(fù)特性決定。所以對(duì)二極管要求正向瞬態(tài)壓降小，反向恢復(fù)時(shí)間斷，反向恢復(fù)電荷少，并且具有軟恢復(fù)特性。}

^{反向峰值電流IRM是另一個(gè)非常重要的特性。反向電流衰變的斜率dirr/dt由芯片的工藝技術(shù)和擴(kuò)散參數(shù)決定。在電路中，這個(gè)電流斜率與寄生電感有關(guān)，例如連接引線，引起過(guò)電壓尖峰和高頻干擾電壓。dirr/dt越高（“硬恢復(fù)”特性），二極管和并聯(lián)的開關(guān)上產(chǎn)生的附加電壓越高。反向電流的緩慢衰減（“軟恢復(fù)”特性）是令人滿意的特性。}

^{所有的FRED二極管都采用了“軟恢復(fù)”特性，SONIC二極管的恢復(fù)特性更“軟”，它們的阻斷電壓范圍寬，使這些快速軟恢復(fù)二極管能夠作為開關(guān)電源(SMPS)的輸出整流器，以及逆變器和焊接電源中的功率開關(guān)的保護(hù)二極管和續(xù)流二極管。}

聯(lián)系方式：鄒先生

聯(lián)系電話：0755-83888366-8022

手機(jī)：18123972950

QQ：2880195519

聯(lián)系地址：深圳市福田區(qū)車公廟天安數(shù)碼城天吉大廈CD座5C1

關(guān)注KIA半導(dǎo)體工程專輯請(qǐng)搜微信號(hào):“KIA半導(dǎo)體”或點(diǎn)擊本文下方圖片掃一掃進(jìn)入官方微信“關(guān)注”。

關(guān)注「KIA半導(dǎo)體」，做優(yōu)秀工程師！

長(zhǎng)按二維碼識(shí)別關(guān)注

閱讀原文可一鍵關(guān)注+技術(shù)總匯