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快恢复及超快恢复极管

在开关电源二次侧的输出整流电路中，一般选用(yong)反(fan)向恢(hui)复(fu)时闷较短的整流二极(ji)管(guan)(guan)(guan)，常用(yong)的主(zhu)要有快恢(hui)复(fu)二极(ji)管(guan)(guan)(guan)、超快恢(hui)复(fu)二极(ji)管(guan)(guan)(guan)、肖特基势垒二极(ji)管(guan)(guan)(guan)。

快(kuai)恢(hui)复(fu)二(er)极(ji)管(guan)和(he)超(chao)快(kuai)恢(hui)复(fu)二(er)极(ji)管(guan)广(guang)泛用于(yu)PWM脉宽调制器、开关电源、不间断电源(UPS)等领域作为高频、大(da)电流(liu)的整流(liu)二(er)极(ji)管(guan)、续(xu)流(liu)二(er)极(ji)管(guan)或(huo)阻塞二(er)极(ji)管(guan)，是极(ji)有发展前途的电力电子半导体(ti)器件，具有开关特性好、反向恢(hui)复(fu)时间短(duan)、耐压高、正向电流(liu)大(da)、体(ti)积(ji)

小、安装简便等优点。这两种整流二极管还(hai)减少了开关电压尖(jian)峰，而这(zhei)种尖(jian)峰直接影响输出直流电压的波(bo)纹。

快(kuai)恢复二极管(guan)是指反向恢(hui)(hui)复时(shi)间很短，一般小于SUs，迅(xun)速由导通状(zhuang)态过渡(du)到关(guan)断状(zhuang)态的(de)PN结整菠管(guan)。它在(zai)制造(zao)工艺上(shang)采用掺金措(cuo)施，在(zai)结构上(shang)有的(de)采用PN结型结构，有的(de)采用改进的(de)PIN结构，可获(huo)得较(jiao)高(gao)的(de)开关(guan)速度和(he)较(jiao)低的(de)正向压(ya)降。它从性能上(shang)可分为快(kuai)恢(hui)(hui)复和(he)超快(kuai)恢(hui)(hui)复两个等级，前者(zhe)(zhe)的(de)反向恢(hui)(hui)复时(shi)间为数百纳秒或更长．后者(zhe)(zhe)则在(zai)100ns以下，大(da)大(da)提高(gao)了电(dian)源(yuan)的(de)效率。

PIN结构(gou)快恢(hui)(hui)(hui)复(fu)(fu)二极(ji)(ji)(ji)管与(yu)普(pu)通PN结二极(ji)(ji)(ji)管不同(tong)，它在P型硅(gui)(gui)材料与(yu)N型硅(gui)(gui)材料中(zhong)间增加了(le)基(ji)区I，构(gou)成(cheng)P-I-N硅(gui)(gui)片(pian)。由于基(ji)区很薄(bo)，反(fan)向恢(hui)(hui)(hui)复(fu)(fu)电(dian)荷(he)很小，所以快恢(hui)(hui)(hui)复(fu)(fu)二极(ji)(ji)(ji)管的反(fan)向恢(hui)(hui)(hui)复(fu)(fu)时间较(jiao)短。在同(tong)等容量下，PIN结构(gou)快恢(hui)(hui)(hui)复(fu)(fu)二极(ji)(ji)(ji)管具(ju)有正向压降低(di)，反(fan)向恢(hui)(hui)(hui)复(fu)(fu)时间

短等优点。对于不同(tong)型号(hao)的快(kuai)恢(hui)复二(er)(er)极(ji)管来说，耐压越高(gao)，电流越大，恢(hui)复时间就越长，导通压降就越大。快(kuai)恢(hui)复二(er)(er)极(ji)管常用于开(kai)关频率不太(tai)高(gao)( 20 - 50kHz)的输出整流电路中(zhong)。

快恢复(fu)二极(ji)(ji)管的反(fan)向(xiang)恢复(fu)时(shi)间一般为(wei)几(ji)(ji)百纳(na)秒，正(zheng)向(xiang)电(dian)流是几(ji)(ji)安(an)培至几(ji)(ji)千(qian)安(an)培，反(fan)向(xiang)峰值电(dian)压(ya)可达几(ji)(ji)百伏至几(ji)(ji)千(qian)伏。常(chang)用(yong)的小电(dian)流快恢复(fu)二极(ji)(ji)管的主要型号有(you)FR101 - FR107(1A，50 - IOOOV)、FR301 - FR307（3A，50 - IOOOV）等，可用(yong)于辅助开(kai)关电(dian)源的输(shu)出整

流(liu)。在选择(ze)快恢(hui)复(fu)二极(ji)管(guan)时，其反向恢(hui)复(fu)时间(jian)应(ying)该约为(wei)开关晶体管(guan)上(shang)升时间(jian)的1/3更小。

超快恢(hui)(hui)(hui)复(fu)二极管(guan)是在(zai)快恢(hui)(hui)(hui)复(fu)二极管(guan)基础上(shang)发展而成的，其反(fan)向恢(hui)(hui)(hui)复(fu)电(dian)(dian)荷进一步减小(xiao)，反(fan)向恢(hui)(hui)(hui)复(fu)时间更短，trr可低至(zhi)几十纳秒(miao)。UFRD的优点是正向导通损耗小(xiao)，结电(dian)(dian)容(rong)小(xiao)，运行温度可较高，允许的结温在(zai)175度左右。UFRD -般用于开关频率在(zai)50kHz以上(shang)的整流电(dian)(dian)路中：

型号(hao)为1N6620 -1N663I的(de)高电压超快(kuai)恢(hui)复二(er)极(ji)(ji)管(guan)的(de)trr35或(huo)50n8，并且(qie)在高温下(xia)反(fan)向(xiang)电流小、正向(xiang)恢(hui)复电压低，适用于(yu)高电压输出（PIV为600V）的(de)开关变换(huan)器；型号(hao)为1N5802- 1N5816、1N6304 - 1N6306的(de)UFRD，其PIV 《400V，可用于(yu)24V或(huo)48V输出（二(er)极(ji)(ji)管(guan)的(de)反(fan)向(xiang)额定电压分别(bie)为150和400V）的(de)开关变换(huan)器。

用在开关电源输(shu)出(chu)整(zheng)流中的快恢复及超快恢复二极管，需要根据电路的最大输(shu)出(chu)功率来决定是否加装散(san)热器。

20A以下(xia)的(de)快(kuai)恢(hui)复(fu)二(er)(er)极管(guan)及(ji)超(chao)快(kuai)恢(hui)复(fu)二(er)(er)极管(guan)大多采(cai)用TO - 220FP封装(zhuang)；几十妥以上刚大功率快(kuai)恢(hui)复(fu)、超(chao)快(kuai)恢(hui)复(fu)二(er)(er)极管(guan)一般(ban)采(cai)用顶(ding)部带金属散(san)热片(pian)的(de)TO -3P金属壳封装(zhuang)；更大容量(liang)（几百安至几千(qian)安）的(de)管(guan)子则采(cai)用螺栓(shuan)型或平(ping)板型封装(zhuang)。从内部结构看，快(kuai)恢(hui)复(fu)二(er)(er)极管(guan)

及超快(kuai)恢复(fu)二极管(guan)(guan)(guan)可(ke)分成单(dan)管(guan)(guan)(guan)、对(dui)管(guan)(guan)(guan)两(liang)种，对(dui)管(guan)(guan)(guan)内部包含两(liang)个快(kuai)恢复(fu)或超快(kuai)恢复(fu)二极管(guan)(guan)(guan)，根据两(liang)个二极管(guan)(guan)(guan)接(jie)法的不同(tong)，它(ta)们又(you)有共(gong)阴对(dui)管(guan)(guan)(guan)、共(gong)阳对(dui)管(guan)(guan)(guan)之分，其(qi)内部结构如(ru)图6-4所示。

常用的8TQ080、MBR1045等单管的恢复时间为10ns，HFA15TB60、MUR30120、MUR8100等单管的恢复时间为35ns，MBR2060CT、025 CTQ045、D83 -004等双管的恢复时间为l0ns，MUR1620P. HFA16TA600、B92M - 02、DSE160 - 06等双管的恢复时间为35ns。

常用的(de)(de)小功(gong)率(lv)快恢复二(er)极管(guan)(guan)(guan)有(you)FR系(xi)列(lie)(lie)和PFR系(xi)列(lie)(lie)等(deng)，FR/PFR系(xi)列(lie)(lie)快恢复二(er)极管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)主要(yao)参(can)数如表6-1所示。常用的(de)(de)巾、大功(gong)率(lv)快恢复二(er)极管(guan)(guan)(guan)有(you)RC系(xi)列(lie)(lie)、MUR系(xi)列(lie)(lie)、CTL系(xi)列(lie)(lie)等(deng)，几种中、大功(gong)率(lv)快恢复二(er)极管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)主要(yao)参(can)数如表6-2所示。