二極管的特性課件

序論二極管特性曲線二極管在常用電源電路中Vd/Id計(jì)算正向特性反向特性動態(tài)特性順向恢復(fù)電壓與時間反向恢復(fù)特性正向浪涌反向浪涌熱阻靜電沖擊

目錄GulfSemiconductorLtd.1二極管的特性

對二極管應(yīng)用特性的要求

較高的耐壓能力較大的電流承載能力較高的di/dt承受能力較高的dv/dt承受能力較快的截止時間較高之工作頻率較低之電容性較小的包裝及較高的散熱能力GulfSemiconductorLtd.2二極管的特性二極管基本特性曲線GulfSemiconductorLtd.3二極管的特性產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用均為動態(tài)，在不同的環(huán)境條件下使用。曲線圖中標(biāo)注的溫度：200℃，100℃，25℃，－75℃

二極管在不同溫度環(huán)境下的變化GulfSemiconductorLtd.4二極管的特性二極管在常用電源電路中Vd/Id計(jì)算GulfSemiconductorLtd.5二極管的特性二極管在常用電源電路中Vd/Id計(jì)算GulfSemiconductorLtd.6二極管的特性二極管在常用電源電路中Vd/Id計(jì)算GulfSemiconductorLtd.7二極管的特性二極管在常用電源電路中Vd/Id計(jì)算GulfSemiconductorLtd.8二極管的特性二極管在常用電源電路中Vd/Id計(jì)算GulfSemiconductorLtd.9二極管的特性VF波形比較正向特性－If/Vf/△VfGulfSemiconductorLtd.10二極管的特性正向特性－If/Vf/△Vf影響因素：晶粒面積大的，If大，Vf小電壓高的材料，If小，Vf大Trr小的材料，Vf大器件內(nèi)部不同的結(jié)構(gòu)，△Vf值不一樣器件內(nèi)部焊接不良，△Vf大GulfSemiconductorLtd.11二極管的特性正向特性－If/Vf/△Vf應(yīng)用：根據(jù)線路設(shè)計(jì)要求，選定If/Vf符合要求的產(chǎn)品特別注意實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，不同溫度條件下If/Vf的變化的影響Vf與Frr是一對相互矛盾參數(shù)，要特別了解線路的注重點(diǎn)是Vf，還是Trr案例：GULFRGP10D使用在比亞迪汽車上，需要考慮在零下40度的工作環(huán)境下，電性能VF的變化,調(diào)整線路的配置。GulfSemiconductorLtd.12二極管的特性反向特性－Ir/Vbr/DVr1/DVr2IRVBRDV1—SHARPNESS/ROUNDDV2—STABILITY(RIDE-IN,RIDEOUT)GulfSemiconductorLtd.13二極管的特性反向電壓、電流標(biāo)識解釋反向特性－Ir/Vbr/DVr1/DVr2GulfSemiconductorLtd.14二極管的特性影響因素1，PN結(jié)內(nèi)部某些晶格缺陷、雜質(zhì)2，表面缺陷，表面沾污3，表面鈍化保護(hù)不良4，Trr越小的產(chǎn)品，Ir越大反向特性－Ir/Vbr/DVr1/DVr2GulfSemiconductorLtd.15二極管的特性應(yīng)用1，線路中產(chǎn)生過余的功耗，熱量2，熱量造成更多的不穩(wěn)定，Ir上升器件本身失效，或線路工作不正常反向特性－Ir/Vbr/DVr1/DVr2GulfSemiconductorLtd.16二極管的特性動態(tài)特性

Vfrm/tfr/Irm/Vrm/ts/tf/Trr/Qrr動態(tài)特性曲線GulfSemiconductorLtd.17二極管的特性附上圖符號說明：動態(tài)特性

Vfrm/tfr/Irm/Vrm/ts/tf/Trr/QrrGulfSemiconductorLtd.18二極管的特性順向恢復(fù)電壓與時間－Vfrm/TfrGulfSemiconductorLtd.19二極管的特性順向恢復(fù)電壓與時間－Vfrm/Tfr影響因素：Vfrm(1)越高壓的二極管的Vfrm越高

(2)當(dāng)溫度越高時，其Vfrm越高

(3)當(dāng)電流密度增加時，其Vfrm也會增高Tfr:(1)當(dāng)溫度越高時，其Tfr也會增加，時間變慢

(2)當(dāng)電流密度增加時，其Tfr也會增高

(3)當(dāng)電流斜率增快時，其Tfr會減少GulfSemiconductorLtd.20二極管的特性順向恢復(fù)電壓與時間－Vfrm/Tfr1，高頻開關(guān)電源開關(guān)整流中，影響功耗,產(chǎn)生熱量；2，在電源輸出整流中，影響輸出功率；3，部分特殊應(yīng)用要求Vfrm,Tfr值上升；4，替代SKY產(chǎn)品時Vfrm,Tfr下降案例1：ASTEC,Boostdiode應(yīng)用波形實(shí)例計(jì)算。案例2：ASTEC,選用FR202替代SKY產(chǎn)品時，要求VFR特小。應(yīng)用GulfSemiconductorLtd.21二極管的特性電壓上升斜率－dv/dt

Dv/dt:電壓上升斜率Dv/dt=0.632VD/t1oro.8VD/(t90-t10)GulfSemiconductorLtd.22二極管的特性電壓上升斜率－dv/dt案例：二極管在測試、使用中，可能發(fā)生產(chǎn)品VR衰減，此項(xiàng)與產(chǎn)品的能力,DV/DT沖擊速率有關(guān)。GulfSemiconductorLtd.23二極管的特性反向恢復(fù)時間－TrrGulfSemiconductorLtd.24二極管的特性反向恢復(fù)時間－Trr1，鉑原子擴(kuò)散濃度，擴(kuò)散時間，擴(kuò)散深度2，晶粒面積大的，Trr較大3，晶粒表面（硼面）濃度上升，Trr較小4，溫度大幅上升時，Trr會大幅上升。影響因素GulfSemiconductorLtd.25二極管的特性反向恢復(fù)時間－TrrVrm過高會導(dǎo)致過大的反向過電壓,使表面鈍化衰降。Qrr過大會導(dǎo)致Tj升高，IR過大，或因熱阻過高而燒毀。Irm/Trr過大時會造成較大的功率損失，也可能使周邊的元件損壞。Trr的重要性GulfSemiconductorLtd.26二極管的特性反向恢復(fù)時間－Trr1，高頻應(yīng)用中，對器件及線路影響較大2，器件與線路不匹配時，產(chǎn)生熱量，Trr進(jìn)一步上升，可造成過熱燒毀。3，串聯(lián)使用時Trr不一致時，Trr大的容易發(fā)熱異常。4，高溫環(huán)境下，Trr將急速上升，應(yīng)特別關(guān)注。5，某些特殊應(yīng)用要求Trr值大。案例：PHILIPSRDB1O5S在更換機(jī)型時，熱量集聚，溫度上升，TRR上升，產(chǎn)品出現(xiàn)異常。更換RGP15J后，正常。應(yīng)用GulfSemiconductorLtd.27二極管的特性反向恢復(fù)時間－Trr軟恢復(fù)特性描述GulfSemiconductorLtd.28二極管的特性反向恢復(fù)時間－Trr恢復(fù)特性曲線GulfSemiconductorLtd.29二極管的特性反向恢復(fù)時間－Trr軟恢復(fù)特性案例：某電機(jī)公司：在選用SANKENSARS02替代品時要求TRR軟恢復(fù)特性，在使用GULF特選產(chǎn)品時，客戶滿意。GulfSemiconductorLtd.30二極管的特性反向恢復(fù)時間－TrrRG-1標(biāo)準(zhǔn)GulfSemiconductorLtd.31二極管的特性反向恢復(fù)時間－Trrdi/dt標(biāo)準(zhǔn)GulfSemiconductorLtd.32二極管的特性正向浪涌－IfsmIfsm－不可恢復(fù)的最大正向電流Ifsm(tj-max)－不可恢復(fù)的最大正向電流(結(jié)溫條件）

I2t－電流熔斷值＝(

Ifsm/2)2*0.01(A2s)

GulfSemiconductorLtd.33二極管的特性正向浪涌－IfsmGulfSemiconductorLtd.34二極管的特性正向浪涌－Ifsm1，晶粒面積越大，器件Ifsm越大2，晶片的電阻系數(shù)越高時，器件的Ifsm越小3，器件Vr值越大時，它的Ifsm越小4，Irsm能力上升時，則Ifsm能力下降5，Trr越小，Vf越大，Ifsm越小影響因素GulfSemiconductorLtd.35二極管的特性正向浪涌－Ifsm1，交流整流，直流開關(guān)整流滿足最大浪涌沖擊要求2，根據(jù)I2t合理配置保險(xiǎn)裝置保護(hù)其它器件及線路裝置案例：

在分析客戶端產(chǎn)品失效原因時，產(chǎn)品晶粒的表面燒痕，是判定正向浪涌沖擊或短路電流的造成失效的主要依據(jù)。據(jù)此，判定是客戶端異常，還是產(chǎn)品的IFSM能力不足。應(yīng)用GulfSemiconductorLtd.36二極管的特性雪崩能量/反向浪涌－Ersm/VrsmSCHOTTKYSURGE

GulfSemiconductorLtd.37二極管的特性雪崩能量/反向浪涌－Ersm/VrsmCONTROLLEDEremTESTGulfSemiconductorLtd.38二極管的特性

影響因素：1，晶粒面積大的，Ersm較大2，晶粒電阻系數(shù)小(Vr低的），Ersm較大3，GPP表面鈍化保護(hù)致密度高的，Ersm較大4,Trr小的，Vf小的，Ersm較小雪崩能量/反向浪涌－Ersm/VrsmGulfSemiconductorLtd.39二極管的特性雪崩能量/反向浪涌－Ersm/Vrsm

應(yīng)用：1，不能達(dá)到正常浪涌沖擊的產(chǎn)品,是有缺陷的產(chǎn)品，2，反向浪涌沖擊較大的線路，阻尼/續(xù)流…..(按線路要求）3，線路裝置要求高可靠性時4，需抵抗輸入異常電波沖擊時5，線路工作在高溫環(huán)境中時案例：GEGS2M替代SS1M在更換機(jī)型時，在作高壓3000V可靠性測試時，超大浪涌沖擊，產(chǎn)品異常。產(chǎn)品能力與結(jié)構(gòu)有關(guān)。案例：光達(dá)電子SKY1N5822產(chǎn)品由于線路的設(shè)置，對該產(chǎn)品有很大的沖擊，GULF在提高內(nèi)部浪涌測試條件后，滿足了客戶的要求。GulfSemiconductorLtd.40二極管的特性結(jié)電容－CjGulfSemiconductorLtd.41二極管的特性結(jié)電容－Cj一般在整流、開關(guān)電源中不予考慮的參數(shù)（僅特殊應(yīng)用時需要）GulfSemiconductorLtd.42二極管的特性熱阻－Rthj-a、j-c、j-lGulfSemiconductorLtd.43二極管的特性熱阻－Rthj-a、j-c、j-l影響因素：1，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品的材料性質(zhì)2，同功率器件，外連接接觸面積越大，熱阻越小。3，不同的環(huán)境條件，熱阻值有不同的變化GulfSemiconductorLtd.44二極管的特性熱阻－Rthj-a、j-c、j-l應(yīng)用：1,輸出整流，大功率整流PN結(jié)結(jié)溫計(jì)算2，按PN結(jié)結(jié)溫要求，電流衰降曲線的設(shè)計(jì)應(yīng)用。附：曲線圖案例1：補(bǔ)充不同器件實(shí)測熱阻值案例2：Astec,boostdiode熱阻計(jì)算案例3：Philips,RGP10J產(chǎn)品在應(yīng)用中發(fā)熱，GULF在更改產(chǎn)品的晶粒規(guī)格后，解決了客戶端產(chǎn)品發(fā)熱的問題GulfSemiconductorLtd.45二極管的特性熱阻－Rthj-a、j-c、j-lGulfSemiconductorLtd.46二極管的特性熱阻－Rthj-a、j-c、j-l功率曲線衰降圖舉例：GESS1M在4燈機(jī)型應(yīng)用時，產(chǎn)品的高溫電流值實(shí)際超出電流曲線規(guī)定值，當(dāng)應(yīng)用環(huán)境偏差時，異常的可能增加。GulfSemiconductorLtd.47二極管的特性靜電沖擊－ESDGulfSemiconductorLtd.48二極管的特性靜電沖擊－ESD影響因素：1，晶粒電阻系數(shù)小，ESD能力稍強(qiáng)2，PN結(jié)結(jié)面平整，ESD能力較強(qiáng)3，B面擴(kuò)散深度相對較深的，ESD能力較強(qiáng)GulfSemiconductorLtd.49二極管的特性靜電沖擊－ESD應(yīng)用1，客戶某裝置要求ESD測試時2，測試，組裝線的ESD防護(hù)案例：測試，