【全網(wǎng)最詳細(xì)】二極管反向恢復(fù)時(shí)間詳細(xì)解讀

今天，小編將在這篇文章中為大家?guī)?lái)二極管反向恢復(fù)時(shí)間的有關(guān)報(bào)道，通過(guò)閱讀這篇文章，大家可以對(duì)它具備清晰的認(rèn)識(shí)，主要內(nèi)容如下。

一、二極管反向恢復(fù)時(shí)間是什么

二極管的反向恢復(fù)時(shí)間（Reverse Recovery Time）是衡量其從導(dǎo)通狀態(tài)切換到截止?fàn)顟B(tài)時(shí)性能的一個(gè)重要參數(shù)。

反向恢復(fù)時(shí)間是指二極管從正向?qū)顟B(tài)切換到反向截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，反向電流下降到其最大值的一定比例（通常是10%）所需的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間反映了二極管內(nèi)部存儲(chǔ)電荷的清除速度，是衡量二極管開(kāi)關(guān)性能的關(guān)鍵指標(biāo)。

假設(shè)外加脈沖的波形如圖（a）所示，則流過(guò)二極管的電流就如圖（b）所示。

外電路加以正脈沖時(shí)

導(dǎo)通過(guò)程中，二極管P區(qū)向N區(qū)輸運(yùn)大量空穴，N區(qū)向P區(qū)輸運(yùn)大量電子。

影響反向恢復(fù)時(shí)間的因素：

摻雜濃度：PN結(jié)中摻雜濃度越高，載流子復(fù)合速度越慢，導(dǎo)致更長(zhǎng)的反向恢復(fù)時(shí)間。

結(jié)溫：溫度升高會(huì)加速載流子的復(fù)合，從而縮短反向恢復(fù)時(shí)間。

載流子壽命：半導(dǎo)體材料的載流子壽命越長(zhǎng)，反向恢復(fù)時(shí)間也越長(zhǎng)。

器件結(jié)構(gòu)：快速恢復(fù)二極管（FRD）和超快速恢復(fù)二極管（UFRD）通過(guò)特殊設(shè)計(jì)減少了載流子存儲(chǔ)，從而顯著縮短了反向恢復(fù)時(shí)間。

在高頻開(kāi)關(guān)應(yīng)用中，較長(zhǎng)的反向恢復(fù)時(shí)間會(huì)導(dǎo)致較大的開(kāi)關(guān)損耗和熱應(yīng)力，影響電路的效率和可靠性。特別是在功率電子領(lǐng)域，如逆變器、變頻器等，快速恢復(fù)二極管能夠減少開(kāi)關(guān)損耗，提高效率。

二、二極管的反向恢復(fù)時(shí)間詳解

下面是一個(gè)電路拓?fù)?，結(jié)合此電路詳細(xì)介紹一下二極管兩端電壓反向時(shí)的狀態(tài)。

S是個(gè)理想的開(kāi)關(guān)（開(kāi)關(guān)管），當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，恒流源和二極管形成回路電流IL，此時(shí)S閉合，二極管兩端電壓反向逐漸進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。S剛閉合時(shí)，二極管電流逐漸下降，在t0時(shí)刻正向電流下降為0，之后電流反向增大，tw時(shí)刻二極管開(kāi)始逐漸截止，二極管兩端電壓反向增加。tirm時(shí)刻反向電流達(dá)到最大值IRRM，之后逐漸減小。Trr代表二極管反向恢復(fù)時(shí)間，從t0時(shí)刻開(kāi)始至電流下降至IRRM的20%（有的廠家標(biāo)稱25%或10%）的時(shí)間差。

從上面的曲線中可以看出當(dāng)二極管從正向?qū)ㄟM(jìn)入反向截止的時(shí)候，存在一個(gè)Trr時(shí)間，這個(gè)時(shí)間內(nèi)二極管是反向?qū)ǖ模谶@個(gè)時(shí)間段內(nèi)，既有反向電壓也有反向電流，也就是說(shuō)這個(gè)時(shí)間段是由功率損耗的，雖然這個(gè)時(shí)間很短，但是如果二極管頻繁開(kāi)關(guān)，二極管的發(fā)熱也是很可觀的。另外快速開(kāi)關(guān)的二極管，電流和電壓變化劇烈，產(chǎn)生的電磁干擾劇烈，敏感器件應(yīng)當(dāng)敬而遠(yuǎn)之。

下面的電路是拓?fù)鋱D的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，雙脈沖試驗(yàn)電路，使用此電路可以測(cè)量二極管的反向恢復(fù)時(shí)間。

這個(gè)電路圖的工作原理如下圖所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)時(shí)，右側(cè)的電感和二極管形成電流環(huán)路，二極管正向?qū)?，?dāng)開(kāi)關(guān)管閉合時(shí)，二極管兩端電壓突然反向，二極管進(jìn)入反向恢復(fù)期，同時(shí)右側(cè)電感被充電。有個(gè)特點(diǎn)就是開(kāi)關(guān)管閉合的時(shí)間長(zhǎng)，斷開(kāi)的時(shí)間短。現(xiàn)在只需要測(cè)量二極管的反向電流下降至20%峰值時(shí)的時(shí)間即可計(jì)算出二極管的反向恢復(fù)時(shí)間。結(jié)合下面的曲線圖能夠很直觀的理解電路原理。

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