快速二(er)极管

快(kuai)恢(hui)复(fu)(fu)二(er)(er)极(ji)(ji)(ji)(ji)管（简称FRD）是一种(zhong)具(ju)有开关(guan)特(te)性好、反向恢(hui)复(fu)(fu)时间短等(deng)特(te)点(dian)的(de)半导体(ti)二(er)(er)极(ji)(ji)(ji)(ji)管，主要(yao)应(ying)用(yong)于(yu)开关(guan)电(dian)(dian)源、PWM脉(mai)宽(kuan)调制器、变频(pin)器等(deng)电(dian)(dian)子电(dian)(dian)路(lu)中，作为(wei)高频(pin)整流(liu)二(er)(er)极(ji)(ji)(ji)(ji)管、续流(liu)二(er)(er)极(ji)(ji)(ji)(ji)管或阻尼(ni)二(er)(er)极(ji)(ji)(ji)(ji)管使用(yong)。

快(kuai)恢复(fu)二(er)极(ji)管(guan)在制造上采(cai)用掺金(jin)、单纯的扩散等(deng)工(gong)艺，可获得(de)较(jiao)(jiao)高的开关速度，同(tong)时(shi)也能得(de)到较(jiao)(jiao)高的耐压(ya)(ya)。快(kuai)恢复(fu)二(er)极(ji)管(guan)的内部结(jie)构与普(pu)通PN结(jie)二(er)极(ji)管(guan)不(bu)同(tong)，它(ta)属于(yu)PIN结(jie)型二(er)极(ji)管(guan)，即在P型硅(gui)(gui)材料(liao)与N型硅(gui)(gui)材料(liao)中间增加了基(ji)(ji)区I，构成PIN硅(gui)(gui)片。因基(ji)(ji)区很(hen)(hen)薄，反(fan)向恢复(fu)电荷很(hen)(hen)小(xiao)，所以快(kuai)恢复(fu)二(er)极(ji)管(guan)的反(fan)向恢复(fu)时(shi)间较(jiao)(jiao)短，正向压(ya)(ya)降较(jiao)(jiao)低，反(fan)向击穿电压(ya)(ya)（耐压(ya)(ya)值）较(jiao)(jiao)高。

快(kuai)恢复(fu)二(er)极管(guan)是指(zhi)反向(xiang)恢复(fu)时间很(hen)短(duan)的二(er)极管(guan)（5us以下(xia)），工艺上多(duo)采用掺金措施，结(jie)构上有(you)采用PN结(jie)型结(jie)构，有(you)的采用改进的PIN结(jie)构。其正向(xiang)压(ya)降高于普通二(er)极管(guan)（1-2V），反向(xiang)耐压(ya)多(duo)在(zai)1200V以下(xia)。从性能上可分为(wei)(wei)快(kuai)恢复(fu)和超快(kuai)恢复(fu)两个等级。前(qian)者反向(xiang)恢复(fu)时间为(wei)(wei)数(shu)百纳(na)秒或更长，后者则(ze)在(zai)100纳(na)秒以下(xia)。

通常，5~20A的(de)(de)快(kuai)恢复二(er)极(ji)管管采用(yong)TO–220FP塑料(liao)封装(zhuang)(zhuang)(zhuang)，20A以上的(de)(de)大(da)功率快(kuai)恢复二(er)极(ji)管采用(yong)顶部带金属(shu)散热片的(de)(de)TO–3P塑料(liao)封装(zhuang)(zhuang)(zhuang)，5A以下(xia)的(de)(de)快(kuai)恢复二(er)极(ji)管则采用(yong)DO–41、DO–15或(huo)DO–27等(deng)规格塑料(liao)封装(zhuang)(zhuang)(zhuang)。

采用TO–220或TO–3P封装的(de)大功率(lv)快恢复二极管(guan)(guan)，有单(dan)管(guan)(guan)和(he)双管(guan)(guan)之分。双管(guan)(guan)的(de)管(guan)(guan)脚引出方式又分为(wei)共(gong)阳和(he)共(gong)阴(yin)

反向(xiang)恢复时间

什么是反(fan)(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)恢(hui)复时(shi)(shi)间(jian)(jian)?当外(wai)(wai)加二极管(guan)的(de)(de)电(dian)压瞬(shun)间(jian)(jian)从正向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)转(zhuan)到反(fan)(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)时(shi)(shi)，流(liu)(liu)(liu)经(jing)器件的(de)(de)电(dian)流(liu)(liu)(liu)并(bing)不能相(xiang)应地瞬(shun)间(jian)(jian)从正向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)电(dian)流(liu)(liu)(liu)转(zhuan)换(huan)为反(fan)(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)电(dian)流(liu)(liu)(liu)。此时(shi)(shi)，正向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)注入的(de)(de)少数载(zai)流(liu)(liu)(liu)子(zi)(空(kong)(kong)(kong)穴(xue))被空(kong)(kong)(kong)间(jian)(jian)电(dian)荷区的(de)(de)强电(dian)场抽取，由(you)于这(zhei)些(xie)空(kong)(kong)(kong)穴(xue)的(de)(de)密度高(gao)于基区平衡空(kong)(kong)(kong)穴(xue)密度，因而在(zai)反(fan)(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)偏(pian)置(zhi)瞬(shun)间(jian)(jian)，将(jiang)产生一个远大于反(fan)(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)漏电(dian)流(liu)(liu)(liu)的(de)(de)反(fan)(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)电(dian)流(liu)(liu)(liu)，即反(fan)(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)恢(hui)复电(dian)流(liu)(liu)(liu)IRM。与此同时(shi)(shi)，符(fu)合过程(cheng)(cheng)的(de)(de)强化也在(zai)加速这(zhei)些(xie)额(e)外(wai)(wai)载(zai)流(liu)(liu)(liu)子(zi)密度的(de)(de)下(xia)降，直(zhi)到基区中积累的(de)(de)额(e)外(wai)(wai)载(zai)流(liu)(liu)(liu)子(zi)的(de)(de)完全消失，反(fan)(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)电(dian)流(liu)(liu)(liu)才下(xia)降并(bing)稳定(ding)到反(fan)(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)漏电(dian)流(liu)(liu)(liu)。整个过程(cheng)(cheng)所经(jing)历的(de)(de)时(shi)(shi)间(jian)(jian)为反(fan)(fan)(fan)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)恢(hui)复时(shi)(shi)间(jian)(jian)。

反向(xiang)恢复时(shi)(shi)间(jian)trr的定义是：电流(liu)通过零点(dian)由正(zheng)向(xiang)转换到(dao)规定低值(zhi)的时(shi)(shi)间(jian)间(jian)隔。它(ta)是衡量高频续流(liu)及整流(liu)器件性能的重要技术指标。

快恢(hui)复(fu)、超快恢(hui)复(fu)二(er)极管的结构特点

快恢(hui)(hui)复(fu)二(er)极(ji)管的(de)内部结构(gou)与普(pu)通二(er)极(ji)管不同，它是在P型(xing)、N型(xing)硅材料中间增加了(le)基区I，构(gou)成P-I-N硅片。由于基区很薄，反(fan)向(xiang)恢(hui)(hui)复(fu)电(dian)(dian)荷很小，不仅大大减(jian)小了(le)trr值(zhi)，还降低了(le)瞬态(tai)正(zheng)向(xiang)压降，使管子能(neng)承受(shou)很高的(de)反(fan)向(xiang)工作电(dian)(dian)压。快恢(hui)(hui)复(fu)二(er)极(ji)管的(de)反(fan)向(xiang)恢(hui)(hui)复(fu)时间一(yi)般(ban)为几百纳(na)秒，正(zheng)向(xiang)压降约为0.6V，正(zheng)向(xiang)电(dian)(dian)流是几安培至几千安培，反(fan)向(xiang)峰值(zhi)电(dian)(dian)压可达几百到(dao)几千伏。超快恢(hui)(hui)复(fu)二(er)极(ji)管的(de)反(fan)向(xiang)恢(hui)(hui)复(fu)电(dian)(dian)荷进一(yi)步减(jian)小，使其trr可低至几十纳(na)秒。

20A以下的(de)(de)快(kuai)(kuai)恢(hui)复(fu)(fu)及超(chao)快(kuai)(kuai)恢(hui)复(fu)(fu)二(er)极(ji)管(guan)(guan)大多采用TO-220封装(zhuang)形式(shi)。从内(nei)部结构看，可分成(cheng)单管(guan)(guan)、对管(guan)(guan)(亦称(cheng)双管(guan)(guan))两种。对管(guan)(guan)内(nei)部包含两只快(kuai)(kuai)恢(hui)复(fu)(fu)二(er)极(ji)管(guan)(guan)，根(gen)据两只二(er)极(ji)管(guan)(guan)接法的(de)(de)不同，又有共阴(yin)对管(guan)(guan)、共阳对管(guan)(guan)之分。几(ji)十安的(de)(de)快(kuai)(kuai)恢(hui)复(fu)(fu)二(er)极(ji)管(guan)(guan)一般采用TO-3P金属壳(qiao)封装(zhuang)。更大容量(几(ji)百安～几(ji)千安)的(de)(de)管(guan)(guan)子(zi)则采用螺(luo)栓型或平板(ban)型封装(zhuang)形式(shi)。

检测方法

常规检测方法

在业余条件下(xia)，利用万用表能检(jian)测快(kuai)恢复、超(chao)快(kuai)恢复二极管的单向(xiang)导电性，以及内部有无开路、短(duan)路故(gu)障，并能测出正向(xiang)导通压降。若配以兆欧表，还能测量反向(xiang)击穿电压。

实(shi)例：测(ce)量一只(zhi)超快恢复二极(ji)管，其主要参(can)数为：trr=35ns、IF=5A、IFSM=50A、VRM=700V。将万用表(biao)拨至R×1档，读出正向(xiang)电阻(zu)为6.4L，n=19.5L格。反向(xiang)电阻(zu)则为无穷(qiong)大(da)。进(jin)一步求得VF=0.03V/×19.5=0.585V。证明管子是好(hao)的。

注意事项：

有些(xie)单管，共三个(ge)引脚(jiao)，中(zhong)间的(de)为空脚(jiao)，一(yi)般在(zai)出(chu)厂时剪(jian)(jian)掉(diao)，但(dan)也(ye)有不剪(jian)(jian)的(de);

若对管中有一只管子损坏(huai)，则(ze)可作(zuo)为(wei)单管使用;

测(ce)(ce)正(zheng)(zheng)向导通压降时，必须使用(yong)R×1档。若(ruo)用(yong)R×1k档，因(yin)测(ce)(ce)试电(dian)流(liu)太小，远(yuan)低于(yu)(yu)(yu)管子(zi)(zi)的(de)(de)正(zheng)(zheng)常工作电(dian)流(liu)，故测(ce)(ce)出(chu)的(de)(de)VF 值将明显偏(pian)低。在上(shang)面(mian)例子(zi)(zi)中(zhong)，如果选择R×1k档测(ce)(ce)量，正(zheng)(zheng)向电(dian)阻就等(deng)于(yu)(yu)(yu)2.2k，此(ci)时n=9格。由此(ci)计算出(chu)的(de)(de)VF值仅0.27V，远(yuan)低于(yu)(yu)(yu)正(zheng)(zheng)常值(0.6V);

快恢(hui)复二(er)极管的恢(hui)复时间是200-500ns;

超快速二极管的(de)恢复(fu)时间是30-100ns;

肖特基二极管的恢复时间(jian)是10ns 左(zuo)右(you);

而(er)且他们的正向导通电压也有所不(bu)同(tong)，肖(xiao)特基(ji)<快恢复(fu)<高效率。

快恢(hui)复(fu)二极管：有0.8-1.1V的(de)正向(xiang)导通压降，35-85nS的(de)反(fan)向(xiang)恢(hui)复(fu)时间，在导通和截(jie)止之间迅速(su)(su)转换，提(ti)高了器件(jian)的(de)使(shi)用频率并改善了波形。快恢(hui)复(fu)二极管在制造工艺上(shang)采用掺金,单纯的(de)扩散(san)等工艺,可获得较(jiao)(jiao)高的(de)开关速(su)(su)度,同时也能(neng)得到较(jiao)(jiao)高的(de)耐(nai)压.目前快恢(hui)复(fu)二极管主要应(ying)用在逆变电(dian)源中(zhong)做整(zheng)流元(yuan)件(jian).

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