二極管器件2課件

大家好！唐山科技職業(yè)技術(shù)學院TSKJ唐鋼職工培訓1不可控器件——電力二極管

1.PN結(jié)與電力二極管的工作原理

2.電力二極管的基本特性

3.電力二極管的主要參數(shù)

4.電力二極管的主要類型2不可控器件——電力二極管■電力二極管自20世紀50年代初期就獲得應用，但其結(jié)構(gòu)和原理簡單，工作可靠，直到現(xiàn)在電力二極管仍然大量應用于許多電氣設備當中。■在采用全控型器件的電路中電力二極管往往是不可缺少的，特別是開通和關(guān)斷速度很快的快恢復二極管和肖特基二極管，具有不可替代的地位。

整流二極管及模塊31.PN結(jié)與電力二極管的工作原理■二極管的基本原理——PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴舢擯N結(jié)外加正向電壓（正向偏置）時，在外電路上則形成自P區(qū)流入而從N區(qū)流出的電流，稱為正向電流IF，這就是PN結(jié)的正向?qū)顟B(tài)。

◆當PN結(jié)外加反向電壓時（反向偏置）時，反向偏置的PN結(jié)表現(xiàn)為高阻態(tài)，幾乎沒有電流流過，被稱為反向截止狀態(tài)。

◆PN結(jié)具有一定的反向耐壓能力，但當施加的反向電壓過大，反向電流將會急劇增大，破壞PN結(jié)反向偏置為截止的工作狀態(tài)，這就叫反向擊穿。

?按照機理不同有雪崩擊穿和齊納擊穿兩種形式。

?反向擊穿發(fā)生時，采取了措施將反向電流限制在一定范圍內(nèi)，PN結(jié)仍可恢復原來的狀態(tài)。?否則PN結(jié)因過熱而燒毀，這就是熱擊穿。

51.PN結(jié)與電力二極管的工作原理■PN結(jié)的電容效應◆稱為結(jié)電容CJ，又稱為微分電容◆按其產(chǎn)生機制和作用的差別分為勢壘電容CB和擴散電容CD

?勢壘電容只在外加電壓變化時才起作用，外加電壓頻率越高，勢壘電容作用越明顯。在正向偏置時，當正向電壓較低時，勢壘電容為主。

?擴散電容僅在正向偏置時起作用。正向電壓較高時，擴散電容為結(jié)電容主要成分?！艚Y(jié)電容影響PN結(jié)的工作頻率，特別是在高速開關(guān)的狀態(tài)下，可能使其單向?qū)щ娦宰儾?，甚至不能工作?2.電力二極管的基本特性■靜態(tài)特性◆主要是指其伏安特性

◆正向電壓大到一定值（門檻電壓UTO

），正向電流才開始明顯增加，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。IOIFUTOUFU圖2-5電力二極管的伏安特性73.電力二極管的主要參數(shù)■正向平均電流IF(AV)◆指電力二極管長期運行時，在指定的管殼溫度（簡稱殼溫，用TC表示）和散熱條件下，其允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值。

◆IF(AV)是按照電流的發(fā)熱效應來定義的，使用時應按有效值相等的原則來選取電流定額，并應留有一定的裕量。■正向壓降UF◆指電力二極管在指定溫度下，流過某一指定的穩(wěn)態(tài)正向電流時對應的正向壓降?！龇聪蛑貜头逯惦妷篣RRM

◆指對電力二極管所能重復施加的反向最高峰值電壓?！羰褂脮r，應當留有兩倍的裕量。

94.電力二極管的主要類型■按照正向壓降、反向耐壓、反向漏電流等性能，特別是反向恢復特性的不同，介紹幾種常用的電力二極管。

◆普通二極管

?又稱整流二極管，多用于開關(guān)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5s以上。

?其正向電流定額和反向電壓定額可以達到很高。

104.電力二極管的主要類型◆快恢復二極管?恢復過程很短，特別是反向恢復過程很短（一般在5s以下）。

?快恢復外延二極管，采用外延型P-i-N結(jié)構(gòu)，其反向恢復時間更短（可低于50ns），正