快恢复二极管工作原理、反向恢复时间详解

快恢复二极管工作原理及特点作用
快恢复二极管（简称FRD）是一种具有开关特性好、反向恢复时间短特点的半导体二极管，主要应用于开关电源、PWM脉宽调制器、变频器等电子电路中，作为高频整流二极管、续流二极管或阻尼二极管使用。目前快恢复二极管主要应用在逆变电源中作整流元件，高频电路中的限幅、嵌位等。

快恢复二极管是指反向恢复时间很短的二极管(5us以下)，工艺上多采用掺金措施，结构上有采用PN结型结构，有的采用改进的PIN结构。其正向压降高于普通二极管(1-2V)，反向耐压多在1200V以下。从性能上可分为快恢复和超快恢复两个等级。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长，后者则在100纳秒以下。

快恢复二极管通常用于开关电源。其区别是：前者的恢复时间比后者小一百倍左右，前者的反向恢复时间大约为几纳秒。前者的优点还有低功耗、大电流、超高速。

反向恢复时间
什么是反向恢复时间?当外加二极管的电压瞬间从正向转到反向时，流经器件的电流并不能相应地瞬间从正向电流转换为反向电流。此时，正向注入的少数载流子(空穴)被空间电荷区的强电场抽取，由于这些空穴的密度高于基区平衡空穴密度，因而在反向偏置瞬间，将产生一个远大于反向漏电流的反向电流，即反向恢复电流IRM。与此同时，符合过程的强化也在加速这些额外载流子密度的下降，直到基区中积累的额外载流子的完全消失，反向电流才下降并稳定到反向漏电流。整个过程所经历的时间为反向恢复时间。

反向恢复时间trr的定义是：电流通过零点由正向转换到规定低值的时间间隔。它是衡量高频续流及整流器件性能的重要技术指标。

快恢复二极管的结构特点
快恢复二极管的内部结构与普通二极管不同，它是在P 型、N 型硅材料中间增加了基区I，构成P-I-N硅片。由于基区很薄，反向恢复电荷很小，不仅大大减小了trr值，还降低了瞬态正向压降，使管子能承受很高的反向工作电压。快恢复二极管的反向恢复时间一般为几百纳秒，正向压降约为0.6V，正向电流是几安培至几千安培，反向峰值电压可达几百到几千伏。

20A以下的快恢复大多采用TO-220封装形式。从内部结构看，可分成单管、对管(亦称双管)两种。对管内部包含两只快恢复二极管，根据两只二极管接法的不同，又有共阴对管、共阳对管之分。几十安的快恢复二极管一般采用TO-3P金属壳封装。更大容量(几百安～几千安)的管子则采用螺栓型或平板型封装形式。

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