電力電子技術基礎1—器(已修改)
2025-01-30 20:40 本頁面
【正文】 Fundamentals of Power Electronics Technology 電力電子技術基礎 第二部分 電力電子器件 6 功率二極管 基本結構和工作原理與信息電子電路中的二極管一樣 。 由一個面積較大的 PN結和兩端引線以及封裝組成的 。 從外形上看 ， 主要有螺栓型和平板型兩種封裝 。 A K A K a) I K A P N J b) c) A K 電力二極管的結構和工作原理 ?Power Diode結構和原理簡單，工作可靠， 自 20世紀 50年代初期就獲得應用 狀態(tài)參數(shù) 正向導通 反向截止 反向擊穿 電流 正向大 幾乎為零 反向大 電壓 維持 1V 反向大 反向大 阻態(tài) 低阻態(tài) 高阻態(tài) —— ?二極管的基本原理就在于 PN結的單向導電性這一主要特征 。 PN結的反向擊穿（兩種形式 ) 雪崩擊穿 齊納擊穿 均可能導致熱擊穿 PN結的狀態(tài) 主要指其 伏安特性 門檻電壓 UTO， 當電力二極管承受的正向電壓大到一定值 （ UTO ） ， 正向電流 IF才開始明顯增加 ， 處于穩(wěn)定導通狀態(tài) 與 IF對應的電力二極管兩端的電 壓 即 為 其 正 向 電 壓 降UF ,~。 承受反向電壓時 ， 只有少子引起的微小而數(shù)值恒定的反向漏電流 Is。 反向擊穿電壓 圖 13a 電力二極管的伏安特性 I O I F U TO U F U —— 靜態(tài)特性 電力二極管的基本特性 主要反映電力二極管通態(tài)和斷態(tài)之間轉換過程的開關特性 開關特性： PN結上存儲有空間電荷和兩種載流子 ， 形成電荷存儲效應及結電容 ， 直接影響著二極管的動態(tài)開關特性 原處于正向導通狀態(tài)的二極管的外加電壓突然從正向變?yōu)榉聪驎r ， 二極管不能立即關斷 ， 而是經(jīng)過短暫的時間才能重新獲得反向阻斷能力 ， 進入截止狀態(tài) 。 —— 動態(tài)特性 電力二極管的基本特性 I F U F t rr t d t f t U RP I RP —— 動態(tài)特性參數(shù) 反向電流延遲時間： td , 反向電流下降時間： tf 反向恢復時間： trr= td+ tf I F U F t rr t d t f t U RP I RP 電力電子技術基礎 電力二極管的主要參數(shù) 電力電子技術基礎 —— PD的分類 ?1. 普通二極管 （ General Purpose Diode） ?又稱整流二極管 （ Rectifier Diode） ?多用于開關頻率不高 （ 1kHz以下 ） 的整流電路中 ?其反向恢復時間較長 ， 一般在 5?s以上 ， 這在開關頻率不高時并不重要 ?正向電流定額和反向電壓定額可以達到很高 ， 分別可達數(shù)千安和數(shù)千伏以上 電力電子技術基礎 —— PD的分類 ?2. 快恢復二極管 （ Fast Recovery Diode—— FRD） ?恢復過程很短特別是反向恢復過程很短 （ 1?s以下 ） 的二極管 ， 也簡稱快速二極管 ?適用頻率： 20～ 100kHz 電力電子技術基礎 ? 從性能上可分為快速恢復和超快速恢復兩個等級 。前者反向恢復時間為數(shù)百納秒或更長 ， 后者則在100ns以下 ， 甚至達到 20~30ns。 —— PD的分類 ?3. 肖特基二極管 ?以金屬和半導體接觸形成的勢壘為基礎的二極管稱為肖特基勢壘二極管 （ Schottky Barrier Diode—— SBD） ， 簡稱為肖特基二極管 ?20世紀 80年代以來 ， 由于工藝的發(fā)展得以在電力電子電路中廣泛應用 ?肖特基二極管的弱點 ?當反向耐壓提高時其正向壓降也會高得不能滿足要求 ， 因此多用于 200V以下 ?反向漏電流較大且對溫度敏感 ， 因此反向穩(wěn)態(tài)損耗不能忽略 ， 而且必須更嚴格地限制其工作溫度 電力電子技術基礎 —— PD的分類 ?肖特基二極管的優(yōu)點 ?反向恢復時間很短 （ 10~40ns） ?其正向壓降也很小 ，
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