快恢復二管FRD(Fast Recovery Diode)是近年來問世的新型半導體器件,具有開關特性好,反向恢復時間短、正向電流大、體積小、安裝簡便等優(yōu)點??旎謴投躍RD (Superfast Recovery Diode),則是在快恢復二管基礎上發(fā)展而成的,其反向恢復時間trr值已接近于肖特基二管的指標。它們可廣泛用于開關電源、脈寬調制器(PWM)、不間斷電源(UPS)、交流電動機變頻調速(VVVF)、高頻加熱等裝置中,作高頻、大電流的續(xù)流二管或整流管,是有發(fā)展前途的電力、電子半導體器件。
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C 20-04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,主要技術指標見表1。
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。