快恢復(fù)二極管(簡稱FRD)是一種具有開關(guān)特性好、反向恢復(fù)時(shí)間短特點(diǎn)的半導(dǎo)體二極管,主要應(yīng)用于開關(guān)電源、PWM脈寬調(diào)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(fù)二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與普通PN結(jié)二極管不同,它屬于PIN結(jié)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(gòu)成PIN硅片。因基區(qū)很薄,反向恢復(fù)電荷很小,所以快恢復(fù)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間較短,正向壓降較低,反向擊穿電壓(耐壓值)較高。
快恢復(fù)二極管分類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、作用
快恢復(fù)二極管屬于整流二極管中的高頻二極管,特點(diǎn)是它的反向恢復(fù)時(shí)間很短,這一點(diǎn)特別適合高頻率整流。下面小編為大家介紹快恢復(fù)二極管分類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、作用、性能特點(diǎn)?
快恢復(fù)二極管分類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
采用TO–220或TO–3P封裝的大功率快恢復(fù)二極管,有單管和雙管之分。雙管的管腳引出方式又分為共陽和共陰。
應(yīng)用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
快恢復(fù)二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與普通二極管不同,它是在P型、N型硅材料中間增加了基區(qū)I,構(gòu)成P-I-N硅片。由于基區(qū)很薄,反向恢復(fù)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??旎謴?fù)二極管的反向恢復(fù)時(shí)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(dá)幾百到幾千伏。超快恢復(fù)二極管的反向恢復(fù)電荷進(jìn)一步減小,使其trr可低至幾十納秒。20A以下的快恢復(fù)及超快恢復(fù)二極管大多采用TO-220封裝形式。從內(nèi)部結(jié)構(gòu)看,可分成單管、對管(亦稱雙管)兩種。對管內(nèi)部包含兩只快恢復(fù)二極管,根據(jù)兩只二極管接法的不同,又有共陰對管、共陽對管之分。圖2(a)是C20-04型快恢復(fù)二極管(單管)的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。(b)圖和(c)圖分別是C92-02型(共陰對管)、MUR1680A型(共陽對管)超快恢復(fù)二極管的外形與構(gòu)造。它們均采用TO-220塑料封裝,
幾十安的快恢復(fù)二極管一般采用TO-3P金屬殼封裝。更大容量(幾百安~幾千安)的管子則采用螺栓型或平板型封裝形式。
快恢復(fù)二極管作用?
它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與普通二極管不同,它是在P型、N型硅材料中間增加了基區(qū)I,構(gòu)成P-I-N硅片。由于基區(qū)很薄,反向恢復(fù)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。它的反向恢復(fù)時(shí)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(dá)幾百到幾千伏它的反向恢復(fù)電荷進(jìn)一步減小,使其trr可低至幾十納秒它有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。
萬用表檢測快恢復(fù)二極管詳解
檢測快恢復(fù)二極管的方法與檢測普通二極管的方法相同,均是根據(jù)二極管的單向?qū)щ娦?,通過測量二極管的正、反向電阻,可方便地判斷快恢復(fù)二極管的好壞。一般將萬用表撥至Rxlk 擋,用黑表筆接二極管的正極,紅表筆接二極管的負(fù)極,所測得的正向電阻如圖3-28所示,圖中實(shí)測正向電阻為6.5kΩ。將萬用表的黑表筆接二極管的負(fù)極,紅表筆接二極管的正極,所測得的反向電阻如圖3-29所示,圖中實(shí)測反向電阻為無窮大。
用海地牌9205A+型數(shù)字式萬用表二極管擋正向檢測RU2型快恢復(fù)二極管時(shí),用紅表筆接管子正極、黑表筆接負(fù)極時(shí),顯示管子的導(dǎo)通電壓值,如圖3-30所示;調(diào)換表筆快恢復(fù)二極管不導(dǎo)通,顯示溢出符號(hào)“1”,如圖3-31所示。
用海地牌9205A+型數(shù)字式萬用表20k電阻擋檢測RU2型快恢復(fù)二極管時(shí),無論是正向檢測或是反向檢測,均顯示溢出符號(hào)“1”,如圖3-32所示。
用VC890D型數(shù)字式萬用表在無光照條件下測到的正、反向電阻如圖3-26、圖3-27所示。
由圖3-24~圖3-27可見,光電二極管是工作在反向電壓下。
快恢復(fù)二極管如何判斷好壞注意事項(xiàng)?
將萬用表置于Rx1k擋,測快恢復(fù)二極管的正、反向電阻,正向電阻一般為幾歐姆,反向電阻為∞,如果測得的阻值均為∞或?yàn)?,則表明被測管子損壞。 快恢復(fù)二極管的對管檢測方法與上述方法基本相同,但必須首先確定其共用端是哪個(gè)引腳,然后再用上述方法對各個(gè)快恢復(fù)二極管進(jìn)行檢測。
實(shí)例:測量一只C90-02超快恢復(fù)二極管,其主要參數(shù)為:trr=35ns,Id=5A,IFSM=50A,VRM=700V。外型同圖(a)。將500型萬用表撥至R×1檔,讀出正向電阻為6.4Ω,n′=19.5格;反向電阻則為無窮大。進(jìn)一步求得VF=0.03V/格×19.5=0.585V。證明管子是好的。
使用注意事項(xiàng)
1)有些單管,共三個(gè)引腳,中間的為空腳,一般在出廠時(shí)剪掉,但也有不剪的。
2)若對管中有一只管子損壞,則可作為單管使用。
3)測正向?qū)▔航禃r(shí),必須使用R×1檔。若用R×1k檔,因測試電流太小,遠(yuǎn)低于管子的正常工作電流,故測出的VF值將明顯偏低。在上面例子中,如果選擇R×1k檔測量,正向電阻就等于2.2kΩ,此時(shí)n′=9格。由此計(jì)算出的VF值僅0.27V,遠(yuǎn)低于正常值(0.6V)。