功率二極管的基本特性
1. 靜態伏安特性
具有單向導電性
正偏時:二極管導通,通態壓降1V左右。
通態損耗: (表現形式為發熱)
反偏時:
在達到擊穿電壓前,僅有很小的反向漏電流流過。
在達到擊穿電壓后,反向電流急劇增加。
功率二極管的靜態伏安特性
2. 功率二極管的動態特性
因結電容的存在,開與關狀態之間的轉換必然有一個過渡過程,此過程中的電壓——電流特性是隨時間變化的。動態特性(開關特性)反映通態和斷態之間的轉換過程。
說明:功率二極管開通時間很短,一般可以忽略不計,但二極管的關斷
過程較復雜,對電路的影響不能忽視。
關斷過程:導通狀態的二極管關斷須經過一個
短暫的反向恢復過程才能進入截止
狀態;在恢復過程中有較大的反向
電流出現,并伴隨有明顯的反向電
壓過沖,如左圖。
延遲時間:td= t1- t0 電流下降時間:tf= t2- t1
反向恢復時間:trr= td+ tf
恢復特性的軟度:下降時間與延遲時間的比值
tf /td,或稱恢復系數,用Sr表示。
關斷損耗:一個開關周期內關斷過程產生的損耗:
正向偏置轉換為反向偏置 其中:T為開關周期
開通過程:功率二極管的正向壓降先出現一個過沖UFP,經過一段時間才趨于接近穩態壓降的某個值(如 2V)。這一動態過程時間被稱為正向恢復時間 tfr,開通過程電壓與電流的乘積形成開通損耗:其中: T為開關周期
零偏置轉換為正向偏置
注意:
二極管開通、關斷均有個過程,需要一定的時間,在此動態過程中二極管的單向導電性能不典型,正向表現高阻(穩態時表現為低阻),反向呈現低阻(穩態時表現為高阻),開關動態過程產生動態損耗,當動態時間與工作頻率決定的開關周期相近時,二極管不能正常整流,損耗很大。
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