快(kuai)恢复(fu)管(guan)

快恢复二(er)极(ji)管(guan)(guan)(guan)（简称(cheng)FRD）是一种具有开(kai)关特(te)(te)性好、反向恢复时间短(duan)特(te)(te)点的半导(dao)体二(er)极(ji)管(guan)(guan)(guan)，主要应用于开(kai)关电源、PWM脉(mai)宽调制器、变频器等电子电路(lu)中，作为高频整(zheng)流二(er)极(ji)管(guan)(guan)(guan)、续(xu)流二(er)极(ji)管(guan)(guan)(guan)或(huo)阻尼二(er)极(ji)管(guan)(guan)(guan)使用。

快(kuai)恢(hui)复(fu)二极(ji)(ji)管(guan)的内部结构(gou)(gou)与(yu)普(pu)通PN结二极(ji)(ji)管(guan)不同，它(ta)属于(yu)PIN结型二极(ji)(ji)管(guan)，即在P型硅(gui)材(cai)料与(yu)N型硅(gui)材(cai)料中(zhong)间增加了基区I，构(gou)(gou)成PIN硅(gui)片。因(yin)基区很(hen)薄，反向(xiang)恢(hui)复(fu)电荷很(hen)小，所以快(kuai)恢(hui)复(fu)二极(ji)(ji)管(guan)的反向(xiang)恢(hui)复(fu)时间较短(duan)，正向(xiang)压降较低，反向(xiang)击穿电压（耐(nai)压值）较高(gao)。

快(kuai)恢复(fu)二极管通常，5~20A的(de)(de)快(kuai)恢复(fu)二极管管采(cai)用TO–220FP塑(su)(su)料封装，20A以(yi)上的(de)(de)大功率快(kuai)恢复(fu)二极管采(cai)用顶部带金属散热(re)片的(de)(de)TO–3P塑(su)(su)料封装，5A以(yi)下的(de)(de)快(kuai)恢复(fu)二极管则采(cai)用DO–41、DO–15或(huo)DO–27等规格塑(su)(su)料封装。

采(cai)用(yong)TO–220或TO–3P封装(zhuang)的大功率快恢(hui)复(fu)二极管，有(you)单管和双管之分。双管的管脚引出(chu)方(fang)式又分为(wei)共(gong)阳和共(gong)阴。

1．性能特(te)点

1）反(fan)向恢复(fu)时(shi)(shi)间反(fan)向恢复(fu)时(shi)(shi)间tr的定(ding)义(yi)

是电(dian)(dian)(dian)流(liu)通过零点由正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)向转换到(dao)规定(ding)低(di)值的(de)(de)时(shi)间间隔。它是衡量高(gao)频续(xu)流(liu)及整(zheng)流(liu)器(qi)件性(xing)能(neng)的(de)(de)重要技术指标。反(fan)(fan)向恢(hui)复电(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)波形(xing)如图1所示。IF为(wei)正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)向电(dian)(dian)(dian)流(liu)，IRM为(wei)最大反(fan)(fan)向恢(hui)复电(dian)(dian)(dian)流(liu)。Irr为(wei)反(fan)(fan)向恢(hui)复电(dian)(dian)(dian)流(liu)，通常规定(ding)Irr=0.1IRM。当t≤t0时(shi)，正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)向电(dian)(dian)(dian)流(liu)I=IF。当t＞t0时(shi)，由于整(zheng)流(liu)器(qi)件上的(de)(de)正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)向电(dian)(dian)(dian)压(ya)突(tu)然(ran)变(bian)成反(fan)(fan)向电(dian)(dian)(dian)压(ya)，因此(ci)正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)向电(dian)(dian)(dian)流(liu)迅速(su)降低(di)，在t=t1时(shi)刻，I=0。然(ran)后整(zheng)流(liu)器(qi)件上流(liu)过反(fan)(fan)向电(dian)(dian)(dian)流(liu)IR，并(bing)且IR逐渐增(zeng)大；在t=t2时(shi)刻达到(dao)最大反(fan)(fan)向恢(hui)复电(dian)(dian)(dian)流(liu)IRM值。此(ci)后受正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)向电(dian)(dian)(dian)压(ya)的(de)(de)作用，反(fan)(fan)向电(dian)(dian)(dian)流(liu)逐渐减小，并(bing)在t=t3时(shi)刻达到(dao)规定(ding)值Irr。从t2到(dao)t3的(de)(de)反(fan)(fan)向恢(hui)复过程(cheng)与(yu)电(dian)(dian)(dian)容器(qi)放电(dian)(dian)(dian)过程(cheng)有相(xiang)似之处。

快恢复(fu)二极(ji)管(guan)(guan)：有0.8-1.1V的正(zheng)向(xiang)导通压(ya)降，35-85nS的反向(xiang)恢复(fu)时间，在导通和截止(zhi)之间迅速转换(huan)，提高(gao)(gao)了器件的使(shi)用频率并改善了波形。快恢复(fu)二极(ji)管(guan)(guan)在制(zhi)造工艺上(shang)采用掺(chan)金(jin),单(dan)纯的扩散(san)等工艺,可获(huo)得(de)较高(gao)(gao)的开(kai)关速度,同时也能(neng)得(de)到(dao)较高(gao)(gao)的耐(nai)压(ya).目(mu)前快恢复(fu)二极(ji)管(guan)(guan)主(zhu)要应(ying)用在逆变电源(yuan)中(zhong)做(zuo)整流元件。

2）快恢复、超(chao)快恢复二(er)极管的结构特点

20A以下(xia)的(de)(de)快(kuai)恢复(fu)及(ji)超快(kuai)恢复(fu)二(er)极管(guan)(guan)(guan)(guan)大多采用TO-220封装(zhuang)形式。从内部(bu)结构看，可分(fen)成单(dan)管(guan)(guan)(guan)(guan)、对(dui)管(guan)(guan)(guan)(guan)（亦称(cheng)双管(guan)(guan)(guan)(guan)）两(liang)种。对(dui)管(guan)(guan)(guan)(guan)内部(bu)包含两(liang)只(zhi)(zhi)快(kuai)恢复(fu)二(er)极管(guan)(guan)(guan)(guan)，根据两(liang)只(zhi)(zhi)二(er)极管(guan)(guan)(guan)(guan)接法的(de)(de)不同，又有共(gong)阴对(dui)管(guan)(guan)(guan)(guan)、共(gong)阳(yang)对(dui)管(guan)(guan)(guan)(guan)之分(fen)。图(tu)2(a)是C20-04型快(kuai)恢复(fu)二(er)极管(guan)(guan)(guan)(guan)（单(dan)管(guan)(guan)(guan)(guan)）的(de)(de)外(wai)形及(ji)内部(bu)结构。(b)图(tu)和(c)图(tu)分(fen)别是C92-02型（共(gong)阴对(dui)管(guan)(guan)(guan)(guan)）、MUR1680A型（共(gong)阳(yang)对(dui)管(guan)(guan)(guan)(guan)）超快(kuai)恢复(fu)二(er)极管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)外(wai)形与构造。它(ta)们(men)均采用TO-220塑料封装(zhuang)，
几(ji)十(shi)安的(de)快恢(hui)复二极管(guan)一般采用(yong)TO-3P金属壳封装(zhuang)。更大容量(liang)（几(ji)百(bai)安～几(ji)千安）的(de)管(guan)子则(ze)采用(yong)螺栓型(xing)或(huo)平(ping)板型(xing)封装(zhuang)形式。

2．检测方法

快(kuai)(kuai)恢(hui)复二(er)极管的(de)内部结构与(yu)普通二(er)极管不同，它是在P型、N型硅(gui)材料中(zhong)间增加了基(ji)区I，构成P-I-N硅(gui)片。由(you)于基(ji)区很(hen)(hen)薄(bo)，反向恢(hui)复电荷很(hen)(hen)小(xiao)，不仅(jin)大(da)大(da)减小(xiao)了trr值，还降低了瞬态正(zheng)向压降，使管子能承受很(hen)(hen)高的(de)反向工(gong)作电压。快(kuai)(kuai)恢(hui)复二(er)极管的(de)反向恢(hui)复时(shi)间一般为几百纳(na)秒，正(zheng)向压降约为0.6V，正(zheng)向电流是几安培至几千(qian)安培，反向峰值电压可(ke)达几百到几千(qian)伏(fu)。超快(kuai)(kuai)恢(hui)复二(er)极管的(de)反向恢(hui)复电荷进一步(bu)减小(xiao)，使其trr可(ke)低至几十纳(na)秒。

1）测量反(fan)向恢复时间

测量电路如图3。由(you)直流(liu)电流(liu)源供(gong)规定的(de)IF，脉冲发生器经过(guo)隔直电容器C加脉冲信号，利(li)用电子示波器观察(cha)到的(de)trr值，即是从I=0的(de)时刻(ke)到IR=Irr时刻(ke)所经历的(de)时间。设器件(jian)内(nei)部的(de)反(fan)向恢电荷为Qrr，有关系式：

trr≈2Qrr/IRM

由(you)式(5.3.1)可(ke)知，当(dang)IRM为一(yi)定(ding)时(shi)，反(fan)向(xiang)恢复(fu)电荷愈小，反(fan)向(xiang)恢复(fu)时(shi)间就愈短(duan)。

2）常(chang)规检(jian)测(ce)方法

在业余条件(jian)下，利用万(wan)用表(biao)(biao)能(neng)(neng)检测(ce)快恢复(fu)、超快恢复(fu)二(er)(er)极管的单向(xiang)导(dao)电(dian)性，以及内部(bu)有(you)无开(kai)路、短路故障，并能(neng)(neng)测(ce)出正(zheng)向(xiang)导(dao)通(tong)压降。若配(pei)以兆欧表(biao)(biao)，还(hai)能(neng)(neng)测(ce)量反(fan)向(xiang)击(ji)穿(chuan)电(dian)压。实(shi)例(li)：测(ce)量一只(zhi)C90-02超快恢复(fu)二(er)(er)极管，其主要参数为(wei)(wei)：trr=35ns，Id=5A，IFSM=50A，VRM=700V。外型(xing)同图(a)。将500型(xing)万(wan)用表(biao)(biao)拨至R×1档(dang)，读出正(zheng)向(xiang)电(dian)阻(zu)为(wei)(wei)6.4Ω，n′=19.5格；反(fan)向(xiang)电(dian)阻(zu)则为(wei)(wei)无穷大。进一步求得VF=0.03V/格×19.5=0.585V。证(zheng)明管子是好(hao)的。

常(chang)见快(kuai)恢(hui)复二(er)极管参数(shu)表

注意(yi)事(shi)项：

1）有(you)些单(dan)管，共三个引脚(jiao)(jiao)，中间的(de)为空脚(jiao)(jiao)，一般在出厂时(shi)剪(jian)掉(diao)，但也有(you)不(bu)剪(jian)的(de)。
2）若对(dui)管(guan)中有(you)一只管(guan)子损坏，则可(ke)作(zuo)为(wei)单(dan)管(guan)使用(yong)。

3）测(ce)正(zheng)向导通压降时(shi)，必须使用R×1档。若用R×1k档，因测(ce)试电流太小，远(yuan)低于(yu)管子(zi)的正(zheng)常工作(zuo)电流，故测(ce)出的VF值(zhi)将明显偏(pian)低。在(zai)上面例子(zi)中，如果选(xuan)择R×1k档测(ce)量(liang)，正(zheng)向电阻就等于(yu)2.2kΩ，此(ci)(ci)时(shi)n′=9格。由(you)此(ci)(ci)计算出的VF值(zhi)仅0.27V，远(yuan)低于(yu)正(zheng)常值(zhi)(0.6V)。

产品应用与介绍

快恢(hui)复(fu)二极管(guan)(guan)(guan)采用TO-22O封(feng)装(可按需(xu)求定制(zhi)不同封(feng)装)，反向恢(hui)复(fu)时间12ns~16ns，具有良好的高温特性，属于新一代的低(di)功耗、高效率的环(huan)保产品。快恢(hui)复(fu)二极管(guan)(guan)(guan)主要应用有源功率校(xiao)正电路(lu)、开关电源、PFC等领域做续流二极管(guan)(guan)(guan)、整流二极管(guan)(guan)(guan)使用。

快恢(hui)复二极管型号(hao)

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