快恢復二管(簡稱FRD)是一種具有開關特性好、反向恢復時間短特點的半導體二管,主要應用于開關電源、PWM脈寬調制器、變頻器等電子電路中,作為高頻整流二管、續(xù)流二管或阻尼二管使用。
快恢復二管的內部結構與普通PN結二管不同,它屬于PIN結型二管,即在P型硅材料與N型硅材料中間增加了基區(qū)I,構成PIN硅片。因基區(qū)很薄,反向恢復電荷很小,所以快恢復二管的反向恢復時間較短,正向壓降較低,反向擊穿電壓(耐壓值)較高。
通常,5~20A的快恢復二管管采用TO–220FP塑料封裝,20A以上的大功率快恢復二管采用頂部帶金屬散熱片的TO–塑料封裝,5A以下的快恢復二管則采用DO–41、DO–15或DO–27等規(guī)格塑料封裝。
采用TO–220或TO–封裝的大功率快恢復二管,有單管和雙管之分。雙管的管腳引出方式又分為共陽和共陰
1.性能特點
1)反向恢復時間
反向恢復時間tr的定義是:電流通過點由正向轉換到規(guī)定低值的時間間隔。它是衡量高頻續(xù)流及整流器件性能的重要技術指標。反向恢復電流的波形如圖1所示。IF為正向電流,IRM為反向恢復電流。Irr為反向恢復電流,通常規(guī)定Irr=0.1IRM。當t≤t0時,正向電流I=IF。當t>t0時,由于整流器件上的正向電壓突然變成反向電壓,因此正向電流降低,在t=t1時刻,I=0。然后整流器件過反向電流IR,并且IR逐漸;在t=t2時刻反向恢復電流IRM值。此后受正向電壓的作用,反向電流逐漸減小,并在t=t3時刻規(guī)定值Irr。從t2到t3的反向恢復過程與電容器放電過程有相似之處。
2)快恢復、快恢復二管的結構特點
快恢復二管的內部結構與普通二管不同,它是在P型、N型硅材料中間增加了基區(qū)I,構成P-I-N硅片。由于基區(qū)很薄,反向恢復電荷很小,不大大減小了trr值,還降低了瞬態(tài)正向壓降,使管子能承受很高的反向工作電壓??旎謴投艿姆聪蚧謴蜁r間一般為幾百納秒,正向壓降約為0.6V,正向電流是幾安培至幾千安培,反向峰值電壓可達幾百到幾千伏??旎謴投艿姆聪蚧謴碗姾蛇M一步減小,使其trr可幾十納秒。
20A以下的快恢復及快恢復二管大多采用TO-220封裝形式。從內部結構看,可分成單管、對管(亦稱雙管)兩種。對管內部包含兩只快恢復二管,根據兩只二管接法的不同,又有共陰對管、共陽對管之分。圖2(a)是C20-04型快恢復二管(單管)的外形及內部結構。(b)圖和(c)圖分別是C92-02型(共陰對管)、MUR1680A型(共陽對管)快恢復二管的外形與構造。它們均采用TO-220塑料封裝,
幾十安的快恢復二管一般采用TO-金屬殼封裝。更大容量(幾百安~幾千安)的管子則采用螺栓型或平板型封裝形式。