當(dāng)功率二極管在傳導(dǎo)高正向電流(硬開關(guān))時快速發(fā)生反向偏置時,需要有限的時間來清除電荷載體,以便它能夠阻斷反向電壓。硬開關(guān)二極管恢復(fù)所需時間(tR)一直是用來評估二極管逆向恢復(fù)的典型性能指標(biāo)。然而,與tRR單獨相比,在恢復(fù)時間內(nèi)流過二極管的反向電流的振幅是衡量功率轉(zhuǎn)換電路性能的更好方法。本應(yīng)用說明將說明為什么要使用被比較的器件的ORR(恢復(fù)電流與恢復(fù)時間的積分)來預(yù)測電路內(nèi)性能。此外,將解釋柔軟度系數(shù),以及為什么高柔軟度比是重要。
二極管的反向恢復(fù)特性由三個參數(shù)量化:反向恢復(fù)時間(tRR)、反向恢復(fù)電流(RR)和反向恢復(fù)電荷(QRR)。IRr、tRR和QRR是用來表征二極管反向恢復(fù)行為的三個主要參數(shù),通常在數(shù)據(jù)表上指定。另一個不總是在數(shù)據(jù)表上指定的參數(shù)是二極管的IRr波形的柔軟度。這四個參數(shù)是由用于生產(chǎn)特定器件系列的制造工藝決定的。
功率二極管的QRR是其儲存電荷的直接測量值;儲存電量來自肖特基器件的勢壘結(jié)電容或在陰極內(nèi)流動和漂移的少數(shù)載流子?;赑N結(jié)的器件的區(qū)域。必須移除所有儲存的電荷,以便耗盡區(qū)可以變得足夠大,以阻擋反向電壓。為了阻止高反向電壓(600V),這些二極管需要一個寬的漂移區(qū)。漂移區(qū)越寬,正向?qū)〞r所能容納的少數(shù)載流子越多。半導(dǎo)體設(shè)計工程師可以使用各種技術(shù)來控制少數(shù)載體的持續(xù)時間或壽命,例如在器件結(jié)構(gòu)的漂移區(qū)域引入復(fù)合中心。復(fù)合中心有效地縮短了陽極注入的少數(shù)載流子的壽命。縮短少子壽命降低了器件的QRR、RR和tRR。
反向恢復(fù)電流的兩部分之比:存儲電荷的去除和返回到零電流。軟性是通過將從二極管中移除存儲的電荷載體所需的時間(t)除以所產(chǎn)生的反向電流從峰值負值(IRR PEAK)回落到零所需的時間(T)來計算的軟度=t/t,波形的各部分如圖2所示器件的IRR的柔軟度將取決于用于減少ORR的壽命控制技術(shù)。對于數(shù)據(jù)表中沒有指定此參數(shù)的二極管,可以很容易地計算軟性因子。鉑(Pt)興奮劑可以顯著限制tRR,但它會導(dǎo)致IRR的突然、迅速停止,如圖1所示。從圖1中的曲線可以清楚地看出,降低QRr降低IR和trr。然而,減少的tRR