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    • 發(fā)布時間:2022-05-06 15:19:47
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    解析二極管反向擊穿電壓是多少
    二極管反向擊穿電壓一般是工作電壓2-3倍。
    二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電流劇增,二極管的單向導電性被破壞,甚至過熱而燒壞。手冊上給出的最高反向工作電壓VBWM一般是VBR的一半。
    反向擊穿電壓
    外加反向電壓超過某一數(shù)值時,反向電流會突然增大,這種現(xiàn)象稱為電擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱為二極管反向擊穿電壓。電擊穿時二極管失去單向導電性。
    如果二極管沒有因電擊穿而引起過熱,則單向導電性不一定會被永久破壞,在撤除外加電壓后,其性能仍可恢復,否則二極管就損壞了。因而使用時應避免二極管外加的反向電壓過高。
    二極管 反向擊穿電壓
    PN結二極管的反向擊穿
    產生環(huán)境
    反向擊穿的現(xiàn)象發(fā)生在很多情況下面,比如二極管,三極管等等。
    以二極管為例:二極管是正向導通的,二極管兩端加反向電壓時,電子不能通過二極管,使得二極管相當于斷路,但是這個斷路取決于把二極管反向接時,二極管兩端的電壓(即反向電壓),如果這個反向電壓足夠大,二極管就被擊穿了(你可以認為變成導線了),此時這個擊穿的反向電壓就叫反向擊穿電壓。
    也可以從字面做感性的理解:反向擊穿,反向,即為方向相反,就是說反著接。
    擊穿,你可以認為原來這是一堵墻,是一條死胡同,不讓人通過,擊穿了所有人就能通過了(聯(lián)想一下電流),亦可以理解為高低河岸流而不能倒流,除非有超過河床高度的水流通過。
    以下給出二極管反向擊穿電壓的理性定義:外加反向電壓超過某一數(shù)值時,反向電流會突然增大,這種現(xiàn)象稱為電擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱為二極管反向擊穿電壓。電擊穿時二極管失去單向導電性。
    如果二極管沒有因電擊穿而引起過熱,則單向導電性不一定會被永久破壞,在撤除外加電壓后,其性能仍可恢復,否則二極管就損壞了。因而使用時應避免二極管外加的反向電壓過高。
    快恢復二極管的反向恢復特性
    二極管的反向特性。在電子電路中,二極管的正極接在低電位端,負極接在高電位端,此時二極管中幾乎沒有電流流過,此時二極管處于截止狀態(tài),這種連接方式,稱為反向偏置。
    二極管處于反向偏置時,仍然會有微弱的反向電流流過二極管,稱為漏電流。當普通二極管兩端的反向電壓增大到某一數(shù)值,反向電流會急劇增大,二極管將失去單方向導電特性,二極管會反向熱擊穿而損壞。
    快恢復二極管的反向恢復特性決定著功率變換器的性能,在雙極功率晶體管的電流下降時間大于1us(開通時間約100ns)時期,二極管的反向恢復在雙極功率晶體管的開通過程中完成,而且雙極功率晶體管達到額定集電極電流的1/2-2/3左右后隨著Ic上升Hfe急劇下降,限制了二極管的反向恢復電流的峰值,在某種意義上,也限制了di/dt,雙極功率晶體管的開通過程掩蓋了二極管的反向恢復特性,因而對二極管的反向恢復僅僅是反向恢復時間提出要求。
    隨著功率半導體器件的開關速度提高,特別是Power MOSFET、高速IGBT的出現(xiàn),不僅開通速度快(可以在數(shù)十納秒內將MOSFET徹底導通或關斷),而且在額定驅動條件下,其漏極/集電極電流可以達到額定值的5-10倍,使MOS或IGBT在開通過程中產生高的反向恢復峰值電流IRRM,同時MOS或IGBT在開通過程結束后二極管的反向恢復過程仍然存在,使二極管的反向恢復特性完全暴露出來,高的IRRM、di/dt使開關管和快速二極管本身受到高峰值電流沖擊并產生較高的EMT。
    因而對二極管的反向恢復特性不僅僅限于反向恢復時間短,而且要求反向恢復電流峰值盡可能低,反向恢復電流的下降,上升的速率盡可能低,即超快、超軟以降低開關過程中反向恢復電流對開關電流的沖擊,減小開關過程的EMI。
    當快恢復二極管正向導通電流時,將從陽極和陰極注入大量載流子,并在基區(qū)以少數(shù)載流子的形式儲存電荷,即從陽極注入的空穴以少子的形式在基區(qū)存儲電荷。
    但當電路中導通的快恢復二極管因外加反向電壓使其換向時,要實現(xiàn)快恢復二極管的“斷態(tài)”,必須把快恢復二極管導通時在基區(qū)儲存的大量少數(shù)戴流子完全抽出或者中和掉,這就需要一定時間才能使快恢復二極管恢復反向阻斷能力,這時間就定為快恢復二極管的反向恢復時間trr。
    如圖1所示,由圖可見,快恢復二極管的主要關斷特性參數(shù)為:反向恢復時間trr,反向峰值電流IRRM,反向恢復電荷Qrr以及反向電流衰減率(dirr/dt),圖亦顯示了快恢復二極管從正向導通到反向恢復的全過程,圖中,反向恢復時間trr=ta+tb,ta表示少數(shù)戴流子的存儲時間,而tb表示少數(shù)戴流子的復合時間;
    而且trr應盡量短,這就是超快恢復的要求,且ta應盡量小于tb,ta期間快恢復二極管還沒有恢復反向阻斷能力,器件加不了反向電壓,而tb期間,反向阻斷能力開始恢復,這段時間內反向電流恢復率(dirr/dt)連同電路中的寄生電感將產生過電壓尖峰和高頻干擾電壓,dirr/dt越高(即硬恢復)對快恢復二極管本身和與其并聯(lián)的開關器件所作用的附加電應力就越大,有時甚至使開關器件損壞,必須引起注意。
    而緩慢的反向電流恢復率dirr/dt(即軟恢復)是最合乎需要的特性曲線,通常用軟度因子S=tb/ta來表示器件的反向恢復曲線的軟度,因此,選用反向恢復時間trr短,反向峰值電流IRM小,反向恢復電荷Qrr小以及反向恢復特性軟的FRED管是逆變電路中最合適的,同時也可降低逆變電路中快恢復二極管和開關器件的功耗。
    二極管 反向擊穿電壓
    圖1 FRED導通和關斷期間的電流、電壓波形圖
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