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電力電子器件-功率二極管(編輯修改稿)

2025-09-01 09:55 本頁面

　

【文章內容簡介】 2 功率二極管的外形、結構和電氣圖形符號 a) 外形 b) 結構 c) 電氣圖形符號 PN結與功率二極管的工作原理 A K A K a) I K A P N J b) c) A K 螺旋式平板式 VD 狀態參數正向導通反向截止反向擊穿電流正向、大幾乎為零反向、大電壓維持 1V 反向、大反向、大阻態低阻態高阻態 —— ?二極管的基本原理就在于 PN結的單向導電性這一主要特征。正方向單向導電、反方向阻斷。 PN結的反向擊穿（兩種形式 ) 雪崩擊穿齊納擊穿均可能導致熱擊穿 PN結與功率二極管的工作原理 PN結的狀態 PN結的電荷量隨外加電壓而變化，呈現電容效應，稱為結電容 CJ，又稱為微分電容。結電容按其產生機制和作用的差別分為勢壘電容 CB和擴散電容 CD。電容影響 PN結的工作頻率，尤其是高速的開關狀態。 PN結與功率二極管的工作原理 PN結的電容效應：功率二極管的基本特性主要指其伏安特性門坎電壓 UT，正向電流 IF開始明顯增加所對應的電壓。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，只有微小而數值恒定的反向漏電流。圖 14 功率二極管的伏安特性 I＝ f（ U） 1) 靜態特性 IUUTUFIF0IR RIR SUR S MUR R MUR O死區電壓正向特性反向特性反向漏電流 IU0a) 實際特性 b) 理想特性 2) 動態特性 —— 二極管的電壓電流特性隨時間變化的 —— 結電容的存在功率二極管的基本特性 a) U FP u i i F u F t fr t 0 2V 圖 15 功率二極管的動態過程波形 a)零偏置轉換為正向偏置 b)正向偏置轉換為反向偏置延遲時間： td= t1 t0, 電流下降時間： tf= t2 t1 反向恢復時間： trr= td+ tf 恢復特性的軟度：下降時間與延遲時間的比值 tf /td，或稱恢復系數，用 Sr表示。 b) F U F t F t 0 t rr t d t f t 1 t 2 t U R U RP I RP d i F d t d i R d t I 須經過一段短暫的時間才能重新獲得反向阻斷能力，進入截止狀態。關斷之前有較大的反向電流出現，并伴隨有明顯的反向電壓過沖。 U FP u i i F u F t fr t 0 2V 圖 15(b)開通過程功率二極管的基本特性關斷過程：開通過程正向壓降先出現一個過沖 UFP，經過一段時間才趨于接近穩態壓降的某個值（如 2V）。正向恢復時間 tfr。電流上升率越大， UFP越

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