電力二極管的主要類型電力二極管的應(yīng)用范圍廣,種類也很多,按照正向壓降、反向耐壓、反向漏電流等性能,特別是反向恢復(fù)特性的不同,介紹幾種常用的電力二極管。
其主要類型有普通二極管、快恢復(fù)二極管、肖特基二極管。
1、普通二極管
普通二極管(GeneralPurposeDiode)又稱整流二極管(RecTIfierDiode),多用于開關(guān)頻率不高(1kHz以下)的整流電路中。
其反向恢復(fù)時(shí)間較長,一般在5s以上,這在開關(guān)頻率不高時(shí)并不重要
正向電流定額和反向電壓定額可以達(dá)到很高,分別可達(dá)數(shù)千安和數(shù)千伏以上
普通二極管按照所用的半導(dǎo)體材料不同,可分為鍺二極管和硅二極管;按管芯結(jié)構(gòu)不同,可分為圖4所示的點(diǎn)接觸型二極管、面接觸型二極管和平面型二極管;根據(jù)管子用途不同,又可分為整流二極管、檢波二極管、開關(guān)二極管等。
點(diǎn)接觸型二極管是用一根很細(xì)的金屬觸絲壓在光潔的半導(dǎo)體表面上,通以強(qiáng)脈沖電流,使觸絲一端和半導(dǎo)體牢固地?zé)Y(jié)在一起,構(gòu)成PN結(jié),如圖4(a)所示。點(diǎn)接觸型二極管因觸絲與半導(dǎo)體接觸面很小,只允許通過較小的電流(幾十毫安以下),但在高頻下工作性能很好,適用于收音機(jī)中對高頻信號(hào)的檢波和微弱交流電的整流。國產(chǎn)鍺二極管2AP系列、2AK系列,都是點(diǎn)接觸型的。
面接觸型二極管的PN結(jié)面積較大,并做成平面狀,如圖4(b)所示。它可以通過較大的電流,適用于對電網(wǎng)的交流電進(jìn)行整流。國產(chǎn)大部分2CP系列和2CZ系列的二極管都是面接觸型的。
圖4 普通二極管的管芯結(jié)構(gòu)
2、快速恢復(fù)二極管
恢復(fù)過程很短特別是反向恢復(fù)過程很短(5μs以下)的二極管,也簡稱快速二極管。工藝上多采用了摻金措施,結(jié)構(gòu)上有的采用PN結(jié)構(gòu)類型,也有的采用對此加以改進(jìn)的PiN結(jié)構(gòu)。
采用外延型PiN結(jié)構(gòu)的的快恢復(fù)外延二極管(Fast Recovery Epitaxial Diodes--FRED),其反向恢復(fù)時(shí)間更短(可低于50ns),正向壓降也很低(0.9V左右),但其反向耐壓多在400V以下
從性能上可分為快速恢復(fù)和超快速恢復(fù)兩個(gè)等級。前者反向恢復(fù)時(shí)間為數(shù)百納秒或更長,后者則在100ns以下,甚至達(dá)到20~30ns。
圖 快速整流二極管的正向恢復(fù)特性
a) 管壓降隨時(shí)間變化的曲線 b) 二極管開通電流波形