电力二极管：他们是什么？（特点和柔软因子）

什么是电力二极管？

电源二极管是一种类型二极管这通常用于电力电子电路。就像常规二极管一样，电力二极管具有双端子并在一个方向上进行电流。功率二极管在标准二极管的构造中变化，以实现更高的电流额定值。

为了更好地了解电力二极管与常规二极管的不同方式，让我们重新审视标准二极管的工作原理。

二极管是最简单的半导体具有两个层，两个端子和一个结的装置。

普通信号二极管具有由此形成的结P型半导体和n型半导体，引线连接p型称为阳极，另一侧引线连接n型称为阴极。

下图描绘了普通的结构二极管及其符号。

电力二极管也类似于普通二极管，尽管它们的建筑略有不同。

在常规二极管（也称为“信号二极管”）中，P和N侧面的掺杂水平是相同的，因此我们得到了一个PN结但是在电力二极管中，我们有一个在掺杂的p之间形成的连接⁺和一个轻微掺杂的n^-在重掺杂的n上外延生长的层⁺层。因此，结构看起来如下图所示。

然后^-层是关键特征电力二极管这使其适用于高功率应用。该层非常轻微掺杂，几乎内在，因此设备也被称为aPIN二极管，我代表内在的。

正如我们在上面就能看到的那样，净充电中立空间费在信号二极管中的情况下仍保持区域，但空间电荷区域的厚度非常高，深深地渗透到n内^-地区。

这是由于其光掺杂浓度，因为我们知道空间电荷区域的厚度随着掺杂浓度的降低而增加。

耗尽区域或空间电荷区域的这种增加的厚度有助于二极管阻止更大的反向偏置电压，因此具有更大的击穿电压。

但是，添加此n^-层显着提高二极管的欧姆电阻，导致在转发传导状态期间的发热更多。因此，电力二极管配有各种安装，以适当散热。

V-I电力二极管的特征

下图显示了电力二极管的V-I特性这几乎类似于信号二极管。

在向前的信号二极管中，偏置区域当前的然而，呈指数级增长电力二极管高前进电流导致高欧姆下降，其主导指数增长，曲线几乎线性增加。

二极管可以承受的最大反向电压由V描绘_rrm.，即峰值反向重复电压。

上面电压，反向电流突然变得非常高二极管尚未设计用于消散这种大量的热量，可能会被摧毁。该电压也可以称为峰值逆电压（PIV）。

电力二极管的反向恢复特性

这个数字描绘了电力二极管的反向恢复特性。每当二极管从I切断电流衰减时_F由于存储在中的电荷，零零并进一步继续依次继续空间费区域和半导体区域。

这种反向电流达到了一个高峰i_rr.并再次开始接近零值，最后，二极管在时间t之后关闭_rr.。

此时间被定义为反向恢复时间，并且定义为即时前进电流之间的时间达到零，即瞬时衰减到I的25％_rr.。在此之后，据说二极管达到其反向阻塞能力。

从上图来看，我们看到了

T._一种→删除从耗尽区域充电时的时间
T._B.→从半导体区域的充电被移除时的时间
也可以从图中，我们可以这么说

在哪里，是反向电流的变化率。
由上图中的三角形区域界定的区域表示存储或反向恢复电荷的总电荷，q_R.。因此我们可以写

现在，为，放入EQ.1并与EQ.2组合，我们得到

将EQ.3放在EQ.1中，我们得到

从方程。3和4我们可以看到t_rr.和我_rr.依靠Q._R.这又取决于初始前进二极管电流i_F。

从被称为柔软因子（S-系数）的关闭特性定义了另一个有趣的参数，被定义为倍数T的比率_B.和T_一种。
因此，

如果一个二极管S-Factor等于Units，它被称为软恢复二极管，并且对于统一而被称为快速或快速恢复二极管的单位。

S-ACCENT间接指示在二极管关闭时发生的电压瞬态。低S因子意味着高瞬态过电压，而高S因子意味着低振荡反向电压。

关闭期间的总功率损耗是在T期间二极管电流和电压的乘积_rr.。在t期间，大部分电力损失发生_B.。

在权力二极管的典型数据表中，给出的最重要参数是我_{F AVG.}， 一世_{F RMS.}，V._rrm.， 一世²_T.评分，交联温度T._j，T._rr.，s-factor，我_rr.。除了这些许多其他参数和图表之外。

这电力二极管可以分为以下类别，如下表所示，根据其属性：

类型	电压额定值（V.rrm.）	当前评分（我F）	反向恢复时间（trr.）	应用程序	评论
通用二极管	50-5000 V.	1a到几千个安培	〜25μs.	UPS，电池充电器，焊接，牵引等	-
快速恢复二极管	50-3000 V.	1a到几千个安培	<5μs.	SMPS，换向电路，斩波，感应加热	掺杂使用铂或金
肖特基二极管	高达100V.	1-300 A.	〜ns.	非常高频开关电源和仪表	金属半导体结，通常是Al-Si（n型），多数载体装置，因此极低的关闭时间