功率二极管 更新时间：2011-05-28 13:40

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功率二极管是电力电子线路最基本的组成单元，它的单向导电性可用于电路的整流、箝位、续流。合理应用功率二极管的性能是电力电子电路的重要内容。功率二极管是以PN结为基础的，实际上就是由一个面积较大的PN结和两端引线封装组成的。

功率二极管的分类

• 1.根据制造工艺分：

  扩散功率二极管

  外延功率二极管

  2.根据特性参数（trr)分:

  普通整流功率二极管

  快恢复二极管

  超快恢复二极管

  肖特基二极管（SBD）

  3.根据结构来分:

  螺栓型

  平板型

功率二极管的工艺与结构

• 基本结构：pnn+结构和p+pnn+结构

  制作工艺：外延和扩散

  外延功率二极管--pnn+（pin）结构

  扩散功率二极管--p+pnn+结构

功率二极管的工作原理

• 1)当 当功率二极管的UAK<0时，p+n结反偏，承担反向电压，功率二极管处于反向阻断状态，此时漏电流很小。当UAK 继续增加，直到大于p+n 结雪崩击穿电压UBD时，功率二极管发生雪崩击穿，此时漏电流急剧增加。

  2）当 UAK>0时，p+阳极区向n区注入空穴，n+阴极区向n区注入电子；当n区充满大量的非平衡载流子( △n=△p>>nn0 ) ，即达到大注入时，n区内发生电导调制效应，功率二极管处于正向导通状态，此时通过器件的电流很大，两端的压降很低。

  3) 当撤走阳-阴极两端的正向电压, 并同时加上反压(UAK<0)， 器件由导通状态进入反向恢复过程导通状态下存储在n区中的大量的非平衡载流子开始消失。阳-阴极之间的反向电压可加速n区中非平衡载流子的抽取，缩短反向恢复时间。直到n区中的非平衡载流子彻底消失，功率二极管才完全截止。

功率二极管的主要参数

• 1. I F(AV)：正向平均电流

  在规定的结温和散热条件下，允许流过的最大正弦半波电流的平均值。

  2. UF：正向压降

  指在一定温度下，流过某一指定的稳态正向电流时对应的管压降。

  3.URRM：反向重复峰值电压

  所能重复施加的反向最高峰值电压，其雪崩击穿电压UB的2/3。

  4. TJM：最高工作结温

  在PN结不损坏的前提下，所能承受的最高平均温度(125~175℃)。

  5. trr：反向恢复时间

  指由导通到关断时，从正向电流过零到反向电流下降到其最大值的1/4时的时间间隔。

  6. I FSM：浪涌电流

  指功率二极管所能承受的最大的连续一个或几个工频周期的过电流。

功率二极管的应用

• 1 工频应用：整流

  2 开速开关应用：开关电源、不间断电源、交流电动机

  3 逆变电路：与晶闸管、GTO、GCT和IGBT等器件反并联续流用。

功率二极管的结构、特点及应用比较