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快恢复二极管好坏判断
快恢复二极管介绍

快(kuai)恢(hui)复(fu)(fu)二极(ji)管(guan)(guan)（简(jian)称(cheng)FRD）是一种具有开(kai)关特性好、反(fan)向恢(hui)复(fu)(fu)时间短特点(dian)的半导体二极(ji)管(guan)(guan)，主要应用于开(kai)关电源、PWM脉(mai)宽调制器、变频器等(deng)电子电路中，作为高(gao)(gao)频整流(liu)二极(ji)管(guan)(guan)、续(xu)流(liu)二极(ji)管(guan)(guan)或阻尼二极(ji)管(guan)(guan)使用。 快(kuai)恢(hui)复(fu)(fu)二极(ji)管(guan)(guan)的内部(bu)结构与普通PN结二极(ji)管(guan)(guan)不同，它属于PIN结型二极(ji)管(guan)(guan)，即在P型硅(gui)材(cai)料(liao)与N型硅(gui)材(cai)料(liao)中间增加了基区I，构成PIN硅(gui)片。因(yin)基区很薄，反(fan)向恢(hui)复(fu)(fu)电荷很小，所(suo)以(yi)快(kuai)恢(hui)复(fu)(fu)二极(ji)管(guan)(guan)的反(fan)向恢(hui)复(fu)(fu)时间较(jiao)短，正(zheng)向压降较(jiao)低，反(fan)向击穿电压（耐压值(zhi)）较(jiao)高(gao)(gao)。

快恢复二极管特点

一、反向恢复时间

快恢(hui)复二(er)极(ji)管的(de)反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)恢(hui)复时(shi)(shi)(shi)间(jian)（tr）的(de)定义：电(dian)(dian)流通(tong)(tong)过(guo)(guo)零点(dian)由(you)正(zheng)(zheng)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)转换(huan)到(dao)规定低(di)值的(de)时(shi)(shi)(shi)间(jian)间(jian)隔(ge)。它是(shi)衡(heng)量高频续流及(ji)整(zheng)流器(qi)件(jian)性能的(de)重(zhong)要技术指标。反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)恢(hui)复电(dian)(dian)流的(de)波(bo)形如图1所示。IF为正(zheng)(zheng)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)电(dian)(dian)流，IRM为最大(da)(da)反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)恢(hui)复电(dian)(dian)流。Irr为反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)恢(hui)复电(dian)(dian)流，通(tong)(tong)常规定Irr=0.1IRM。当(dang)t≤t0时(shi)(shi)(shi)，正(zheng)(zheng)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)电(dian)(dian)流I=IF。当(dang)t>t0时(shi)(shi)(shi)，由(you)于整(zheng)流器(qi)件(jian)上的(de)正(zheng)(zheng)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)电(dian)(dian)压突然(ran)变成反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)电(dian)(dian)压，因此(ci)正(zheng)(zheng)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)电(dian)(dian)流迅速降低(di)，在(zai)t=t1时(shi)(shi)(shi)刻，I=0。然(ran)后整(zheng)流器(qi)件(jian)上流过(guo)(guo)反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)电(dian)(dian)流IR，并且IR逐(zhu)(zhu)渐增(zeng)大(da)(da)；在(zai)t=t2时(shi)(shi)(shi)刻达(da)到(dao)最大(da)(da)反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)恢(hui)复电(dian)(dian)流IRM值。此(ci)后受正(zheng)(zheng)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)电(dian)(dian)压的(de)作用，反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)电(dian)(dian)流逐(zhu)(zhu)渐减小(xiao)，并在(zai)t=t3时(shi)(shi)(shi)刻达(da)到(dao)规定值Irr。从(cong)t2到(dao)t3的(de)反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)恢(hui)复过(guo)(guo)程(cheng)与电(dian)(dian)容器(qi)放电(dian)(dian)过(guo)(guo)程(cheng)有相似之(zhi)处。

结构特点

快恢(hui)(hui)(hui)复二(er)极管(guan)的(de)(de)内部结构(gou)与(yu)普通二(er)极管(guan)不同(tong)，它是(shi)在P型、N型硅材料(liao)中间(jian)增加了基区I，构(gou)成P-I-N硅片。由(you)于基区很薄，反(fan)向(xiang)恢(hui)(hui)(hui)复电(dian)荷很小，不仅大(da)大(da)减小了trr值，还降(jiang)低(di)了瞬(shun)态正向(xiang)压(ya)(ya)降(jiang)，使(shi)管(guan)子能承受很高的(de)(de)反(fan)向(xiang)工作(zuo)电(dian)压(ya)(ya)。快恢(hui)(hui)(hui)复二(er)极管(guan)的(de)(de)反(fan)向(xiang)恢(hui)(hui)(hui)复时间(jian)一(yi)般为几(ji)百纳秒，正向(xiang)压(ya)(ya)降(jiang)约(yue)为0.6V，正向(xiang)电(dian)流是(shi)几(ji)安培至几(ji)千安培，反(fan)向(xiang)峰(feng)值电(dian)压(ya)(ya)可达几(ji)百到(dao)几(ji)千伏。超快恢(hui)(hui)(hui)复二(er)极管(guan)的(de)(de)反(fan)向(xiang)恢(hui)(hui)(hui)复电(dian)荷进一(yi)步减小，使(shi)其trr可低(di)至几(ji)十纳秒。

20A以下的(de)快(kuai)恢复(fu)及超快(kuai)恢复(fu)二(er)极(ji)管(guan)大多采用TO-220封(feng)装形式。从(cong)内(nei)部结构看，可分成单管(guan)、对(dui)(dui)管(guan)（亦(yi)称(cheng)双管(guan)）两种。对(dui)(dui)管(guan)内(nei)部包含两只快(kuai)恢复(fu)二(er)极(ji)管(guan)，根(gen)据两只二(er)极(ji)管(guan)接(jie)法的(de)不同，又有(you)共阴对(dui)(dui)管(guan)、共阳对(dui)(dui)管(guan)之分。图2(a)是(shi)(shi)C20-04型快(kuai)恢复(fu)二(er)极(ji)管(guan)（单管(guan)）的(de)外形及内(nei)部结构。(b)图和(c)图分别是(shi)(shi)C92-02型（共阴对(dui)(dui)管(guan)）、MUR1680A型（共阳对(dui)(dui)管(guan)）超快(kuai)恢复(fu)二(er)极(ji)管(guan)的(de)外形与构造。它们均采用TO-220塑料封(feng)装，

几十安(an)(an)的快恢复二(er)极(ji)管(guan)一(yi)般采用(yong)TO-3P金属(shu)壳封装。更(geng)大容量（几百安(an)(an)～几千(qian)安(an)(an)）的管(guan)子则采用(yong)螺栓(shuan)型或(huo)平(ping)板型封装形(xing)式。

反向恢复时间

测量电(dian)路如图(tu)3。由直流电(dian)流源(yuan)供规定的IF，脉冲(chong)发生器(qi)(qi)经过隔直电(dian)容(rong)器(qi)(qi)C加脉冲(chong)信(xin)号，利用电(dian)子(zi)示波器(qi)(qi)观察到的trr值(zhi)，即(ji)是从I=0的时刻(ke)到IR=Irr时刻(ke)所经历的时间。设(she)器(qi)(qi)件内(nei)部(bu)的反向恢电(dian)荷为Qrr，有关系(xi)式：

trr≈2Qrr/IRM (5.3.1)

由式(5.3.1)可知，当IRM为一定时，反(fan)向(xiang)恢复(fu)电(dian)荷愈小，反(fan)向(xiang)恢复(fu)时间就愈短。

常规检测方法

快(kuai)(kuai)恢复二极(ji)管(guan)(guan)的常规(gui)检测方法如下：在业余条(tiao)件(jian)下，利用(yong)万用(yong)表(biao)(biao)能检测快(kuai)(kuai)恢复、超快(kuai)(kuai)恢复二极(ji)管(guan)(guan)的单向(xiang)导电(dian)(dian)(dian)性，以(yi)及内部有无开路、短路故障，并(bing)能测出正向(xiang)导通压(ya)降(jiang)。若配以(yi)兆(zhao)欧表(biao)(biao)，还能测量反(fan)向(xiang)击(ji)穿电(dian)(dian)(dian)压(ya)。实例：测量一只C90-02超快(kuai)(kuai)恢复二极(ji)管(guan)(guan)，其主要参数为(wei)：trr=35ns，Id=5A，IFSM=50A，VRM=700V。外(wai)型同图(a)。将500型万用(yong)表(biao)(biao)拨至R×1档，读出正向(xiang)电(dian)(dian)(dian)阻为(wei)6.4Ω，n′=19.5格(ge)；反(fan)向(xiang)电(dian)(dian)(dian)阻则(ze)为(wei)无穷大。进一步求(qiu)得VF=0.03V/格(ge)×19.5=0.585V。证明(ming)管(guan)(guan)子是(shi)好的。

注意事项

快恢复二极管注意事(shi)项：

1）有些单(dan)管，共三(san)个引脚，中(zhong)间的为空脚，一般在出厂时剪(jian)掉，但也有不(bu)剪(jian)的。

2）若对管(guan)(guan)中有一只管(guan)(guan)子损坏(huai)，则可作为单管(guan)(guan)使用。

3）测(ce)(ce)正(zheng)(zheng)(zheng)向导(dao)通压降时，必(bi)须使(shi)用(yong)(yong)R×1档。若用(yong)(yong)R×1k档，因测(ce)(ce)试电(dian)(dian)流太小，远低(di)于管(guan)子(zi)的(de)正(zheng)(zheng)(zheng)常工作电(dian)(dian)流，故测(ce)(ce)出的(de)VF值将(jiang)明(ming)显偏低(di)。在上(shang)面例子(zi)中，如果选择(ze)R×1k档测(ce)(ce)量，正(zheng)(zheng)(zheng)向电(dian)(dian)阻(zu)就(jiu)等于2.2kΩ，此时n′=9格。由此计算出的(de)VF值仅0.27V，远低(di)于正(zheng)(zheng)(zheng)常值(0.6V)。

快恢复二极管好坏判断

快(kuai)恢(hui)复(fu)(fu)二(er)极(ji)(ji)管好坏判断，快(kuai)恢(hui)复(fu)(fu)二(er)极(ji)(ji)管采(cai)用PIN结构，所以它的(de)内部结构与普通PN结二(er)极(ji)(ji)管不同(tong)，在P型硅材料(liao)与N型硅材料(liao)中间增(zeng)加了基区(qu)I，构成PIN硅片。而基区(qu)很薄，反向(xiang)(xiang)(xiang)恢(hui)复(fu)(fu)电(dian)荷(he)很小，所以快(kuai)恢(hui)复(fu)(fu)二(er)极(ji)(ji)管的(de)反向(xiang)(xiang)(xiang)恢(hui)复(fu)(fu)时间较(jiao)(jiao)短，正向(xiang)(xiang)(xiang)压降较(jiao)(jiao)低，反向(xiang)(xiang)(xiang)击穿(chuan)电(dian)压（耐压值）较(jiao)(jiao)高。从性能上，还(hai)能分为快(kuai)恢(hui)复(fu)(fu)和超快(kuai)恢(hui)复(fu)(fu)两个等级。

检测(ce)(ce)快恢(hui)复二极(ji)(ji)管(guan)的(de)(de)方法(fa)与检测(ce)(ce)普通二极(ji)(ji)管(guan)的(de)(de)方法(fa)相同，都是根(gen)据二极(ji)(ji)管(guan)的(de)(de)单向(xiang)(xiang)导电性，通过测(ce)(ce)量二极(ji)(ji)管(guan)的(de)(de)正、反(fan)向(xiang)(xiang)电阻(zu)，可方便(bian)地判断快恢(hui)复二极(ji)(ji)管(guan)的(de)(de)好坏(huai)。一(yi)般将万用表置于Rx1k挡，用黑(hei)表笔接二极(ji)(ji)管(guan)的(de)(de)正极(ji)(ji)，红表笔接二极(ji)(ji)管(guan)的(de)(de)负(fu)极(ji)(ji)，正向(xiang)(xiang)电阻(zu)一(yi)般为(wei)(wei)几欧姆，反(fan)向(xiang)(xiang)电阻(zu)为(wei)(wei)∞，如果测(ce)(ce)得(de)的(de)(de)阻(zu)值均为(wei)(wei)∞或为(wei)(wei)0，则表明被测(ce)(ce)管(guan)子损坏(huai)。

快(kuai)恢(hui)复(fu)(fu)二(er)极(ji)管(guan)属于(yu)整流(liu)二(er)极(ji)管(guan)中的(de)高频二(er)极(ji)管(guan)，特点(dian)是(shi)它的(de)反(fan)向(xiang)恢(hui)复(fu)(fu)时(shi)间(jian)很短，这一(yi)点(dian)特别适合高频率(lv)整流(liu)。快(kuai)恢(hui)复(fu)(fu)二(er)极(ji)管(guan)的(de)反(fan)向(xiang)恢(hui)复(fu)(fu)时(shi)间(jian)是(shi)其性能的(de)重要参数(shu)，反(fan)向(xiang)恢(hui)复(fu)(fu)时(shi)间(jian)的(de)定义是(shi)：二(er)极(ji)管(guan)从(cong)正向(xiang)导通状态(tai)急剧转(zhuan)换(huan)到(dao)截止(zhi)(zhi)状态(tai)，从(cong)输出脉冲下(xia)降到(dao)零线开(kai)始(shi)，到(dao)反(fan)向(xiang)电源(yuan)恢(hui)复(fu)(fu)到(dao)最(zui)大反(fan)向(xiang)电流(liu)的(de)10％所需要的(de)时(shi)间(jian)。常用符号trr表示，trr值越小(xiao)的(de)快(kuai)恢(hui)复(fu)(fu)二(er)极(ji)管(guan)工作频率(lv)越高。因(yin)为导通和截止(zhi)(zhi)转(zhuan)换(huan)迅速，从(cong)而(er)可以(yi)改善整流(liu)波形(xing)。

快恢(hui)复(fu)(fu)二(er)(er)极(ji)管(guan)的(de)(de)内部结构与(yu)普通(tong)二(er)(er)极(ji)管(guan)不(bu)同(tong)，普通(tong)整流二(er)(er)极(ji)管(guan)是(shi)一个(ge)PN结，而快恢(hui)复(fu)(fu)二(er)(er)极(ji)管(guan)PN结中间(jian)(jian)增加了(le)基区I，构成(cheng)PIN硅片。由于基区很薄，反(fan)(fan)向(xiang)恢(hui)复(fu)(fu)电(dian)荷(he)很小，所以快恢(hui)复(fu)(fu)二(er)(er)极(ji)管(guan)的(de)(de)反(fan)(fan)向(xiang)恢(hui)复(fu)(fu)时(shi)(shi)间(jian)(jian)较短。从电(dian)物理现象来解(jie)释(shi)，导通(tong)状(zhuang)(zhuang)态向(xiang)截止状(zhuang)(zhuang)态转变时(shi)(shi)，二(er)(er)极(ji)管(guan)在(zai)阻断反(fan)(fan)向(xiang)电(dian)流之前(qian)需要首(shou)先释(shi)放(fang)上(shang)个(ge)周期(qi)存(cun)(cun)储的(de)(de)电(dian)荷(he)，这(zhei)个(ge)放(fang)电(dian)时(shi)(shi)间(jian)(jian)被称为(wei)反(fan)(fan)向(xiang)恢(hui)复(fu)(fu)时(shi)(shi)间(jian)(jian)，反(fan)(fan)向(xiang)恢(hui)复(fu)(fu)时(shi)(shi)间(jian)(jian)实际上(shang)是(shi)由电(dian)荷(he)存(cun)(cun)储效应引(yin)起的(de)(de)．反(fan)(fan)向(xiang)恢(hui)复(fu)(fu)时(shi)(shi)间(jian)(jian)就是(shi)存(cun)(cun)储电(dian)荷(he)耗尽(jin)所需要的(de)(de)时(shi)(shi)间(jian)(jian)。

在业余条(tiao)件下，利用(yong)万用(yong)表(biao)(biao)能检测快恢(hui)复(fu)、超快恢(hui)复(fu)二极(ji)管(guan)的单向导电(dian)性，以(yi)及内(nei)部有无开路、短(duan)路故障(zhang)，并能测出正向导通压(ya)降。若配(pei)以(yi)兆欧(ou)(ou)表(biao)(biao)，还能测量反向击(ji)穿(chuan)电(dian)压(ya)。将万用(yong)表(biao)(biao)置于(yu)Rx1k挡，测快恢(hui)复(fu)二极(ji)管(guan)的正、反向电(dian)阻(zu)，正向电(dian)阻(zu)一般为几欧(ou)(ou)姆(mu)，反向电(dian)阻(zu)为∞，如果测得(de)的阻(zu)值均为∞或为0，则表(biao)(biao)明(ming)被(bei)测管(guan)子(zi)损坏。 快恢(hui)复(fu)二极(ji)管(guan)的对(dui)管(guan)检测方(fang)(fang)法与(yu)上(shang)述方(fang)(fang)法基本相(xiang)同，但必须首先确定(ding)其(qi)共用(yong)端是(shi)哪个引脚，然后再用(yong)上(shang)述方(fang)(fang)法对(dui)各个快恢(hui)复(fu)二极(ji)管(guan)进行检测。

实例：测量一(yi)只C90-02超快恢复二极管(guan)，其主(zhu)要参数(shu)为(wei)：trr=35ns，Id=5A，IFSM=50A，VRM=700V。外型同图(a)。将500型万(wan)用表(biao)拨至(zhi)R×1档(dang)，读出正(zheng)向(xiang)电(dian)阻(zu)为(wei)6.4Ω，n′=19.5格；反(fan)向(xiang)电(dian)阻(zu)则(ze)为(wei)无(wu)穷大(da)。进一(yi)步求得VF=0.03V/格×19.5=0.585V。证明管(guan)子(zi)是好的。

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