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超快恢复二极管(FRED)的反向恢复特性详述

(2017-01-09 10:45:45)
标签:

fred

超快恢复二极管

反向恢复特性

分类: 快恢复二极管

 反向恢复时间(tr)的定义:

  电流通过零点由正向转换到规定低值的时间间隔。它是衡量高频续流及整流器件性能的重要技术指标。IF为正向电流,IRM为最大反向恢复电流。Irr为反向恢复电流,通常规定Irr=0.1IRM。当tt0时,正向电流I=IF。当t>t0时,由于整流器件上的正向电压突然变成反向电压,因此正向电流迅速降低,在t=t1时刻,I=0。然后整流器件上流过反向电流IR,并且IR逐渐增大;在t=t2时刻达到最大反向恢复电流IRM值。此后受正向电压的作用,反向电流逐渐减小,并在t=t3时刻达到规定值Irr。从t2t3的反向恢复过程与电容器放电过程有相似之处。

 

   超快恢复二极管(FRED)的反向恢复特性:

  FRED二极管正向导通电流时,将从阳极和阴极注入大量载流子,并在基区以少数载流子的形式储存电荷,即从阳极注入的空穴以少子的形式在基区存储电荷。但当电路中导通的FRED二极管因外加反向电压使其换向时,要实现FRED管的“断态”,必须把FRED管导通时在基区储存的大量少数戴流子完全抽出或者中和掉,这就需要一定时间才能使FRED管恢复反向阻断能力,这时间就定为FRED管的反向恢复时间trr,如图1所示,由图可见,FRED的主要关断特性参数为:反向恢复时间trr,反向峰值电流IrRM,反向恢复电荷Qrr以及反向电流衰减率(dirr/dt),图亦显示了FRED从正向导通到反向恢复的全过程,图中,反向恢复时间trr=ta+tbta表示少数戴流子的存储时间,而tb表示少数戴流子的复合时间,而且trr应尽量短,这就是超快恢复的要求,且ta应尽量小于tbta期间FRED还没有恢复反向阻断能力,器件加不了反向电压,而tb期间,反向阻断能力开始恢复,这段时间内反向电流恢复率(dirr/dt)连同电路中的寄生电感将产生过电压尖峰和高频干扰电压,dirr/dt越高(即硬恢复)对FRED本身和与其并联的开关器件所作用的附加电应力就越大,有时甚至使开关器件损坏,必须引起注意。而缓慢的反向电流恢复率dirr/dt(即软恢复)是最合乎需要的特性曲线,通常用软度因子S=http://s9/small/006pB7Suzy77QvkLTcs48&690

来表示器件的反向恢复曲线的软度,因此,选用反向恢复时间trr短,反向峰值电流IRM小,反向恢复电荷Qrr小以及反向恢复特性软的FRED管是逆变电路中最合适的,同时也可降低逆变电路中FRED管和开关器件的功耗。

 

http://s7/mw690/006pB7Suzy77QuFcI2W56&690

图1 FRED导通和关断期间的电流、电压波形图

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