电力二极管的动态特性
SiC肖特基二极管和硅超快恢复二极管的性能比较在过去的二十年里,硬开关绝缘栅双极晶体管和金属氧化物半导体场效应晶体管与硅技术制成的自由旋转二极管集成在电力驱动和可再生能源发电系统的功率转换器中普遍使用。由于较高的导通损耗,MOSFET主要被选择用于高频、低电压和低输出功率的应用,然而,最近推出的低导通电阻MOSFET具有高阻断电压和高dv/dt能力的特点,也可用于大电流大功率应用。

低RSF可能表明二极管会产生大振幅的由于骤然恢复而产生的电压尖峰。硅超快二极管中的快断会导致IGBT电压的振荡,从而产生EMI。关断过程中过高的电压尖峰甚至会破坏二极管。这些现象可以通过使用超快软恢复硅二极管来减弱。该二极管在RSF等于1或更大时具有软恢复特性。目前,功率转换器的性能改进也是通过改变半导体材料来完成的。

二极管是一种具有两个电极的装置,只允许电流由单一方向流过,许多的使用是应用其整流的功能。大部分二极管所具备的电流方向性我们通常称之为“整流(Rectifying)”功能。二极管最普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过(称为顺向偏压),反向时阻断(称为逆向偏压)。因此,二极管可以想成电子版的逆止阀。早期的真空电子二极管;它是一种能够单向传导电流的电子器件。

一般来讲,晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的pn结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层,构成自建电场。当外加电压等于零时,由于pn结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态,这也是常态下的二极管特性。二极管种类有很多,根据其不同用途,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管等。

二极管的特性1、正向特性当加在二极管两端的正向电压(P为正、N为负)很小时(锗管小于0.1伏,硅管小于0.5伏),管子不导通,处于“截止”状态,当正向电压超过一定数值后,管子才导通,电压再稍微增大,电流急剧暗加(见曲线I段)。不同材料的二极管,起始电压不同,硅管为0.5.7伏左右,锗管为0.10.3左右。2、反向特性二极管两端加上反向电压时,反向电流很小,当反向电压逐渐增加时,反向电流基本保持不变,这时的电流称为反向饱和电流(见曲线II段)。
3、击穿特性当反向电压增加到某一数值时,反向电流急剧增大,这种现象称为反向击穿(见曲线III)。这时的反向电压称为反向击穿电压,不同结构、工艺和材料制成的管子,其反向击穿电压值差异很大,可由1伏到几百伏,甚至高达数千伏,4、频率特性由于结电容的存在,当频率高到某一程度时,容抗小到使PN结短路。