牛人再度剖析“二极管”，很难得的资料！

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2017-7-14 16:48 阅读: 386 评论: 0 编辑: ygzx1

[导读]功率二极管的正向导通等效电路（1）：等效电路（2）：说明：二极管正向导通时可用一电压降等效，该电压与温度和所流过的电流有关，温度升高，该电压变小；电流增加，该电压增加。详细的关系曲线可从制造商的手册中获 ...

功率二极管的正向导通等效电路

（1）：等效电路

（2）：说明：

二极管正向导通时可用一电压降等效，该电压与温度和所流过的电流有关，温度升高，该电压变小；电流增加，该电压增加。详细的关系曲线可从制造商的手册中获得。

功率二极管的反向截止等效电路

（1）：等效电路

（2）：说明：

二极管反向截止时可用一电容等效，其容量与所加的反向电压、环境温度等有关，大小可从制造商的手册中获得。

功率二极管的稳态特性总结

（1）：功率二极管稳态时的电流/电压曲线

（2）：说明：

二极管正向导通时的稳态工作点：

当V_{in >>V_{d 时，有：}}

而V_{d对于不同的二极管，其范围为 0.35V~2V。}

二极管反向截止时的稳态工作点： Id≈0，V_{d = -V_in}

（3）：稳态特性总结：

-- 是一单向导电器件（无正向阻断能力）；

-- 为不可控器件，由其两断电压的极性控制通断，无其它外部控制；

-- 普通二极管的功率容量很大，但频率很低；

-- 开关二极管有三种，其稳态特性和开关特性不同：

-- 快恢复二极管；

-- 超快恢复，软恢复二极管；

-- 萧特基二极管（反向阻断电压降＜＜200V，无反向恢复问题）；

-- 器件的正向电流额定是用它的平均值来标称的；只要实际的电流平均值没有超过其额定值，保证散热没问题，则器件就是安全的；

-- 器件的通态电压呈负温度系数，故不能直接并联使用；

-- 目前的 SiC 功率二极管器件，其反向恢复特性非常好。

功率二极管的开通和关断过程原理

（1）：开通和关断过程实验电路

（2）：二极管两端的电压和流过的电流：

（3）：开关过程原理：

开通过程[ t_{1 ~ t_{2 ]：}}

--- 在 t_{1 前，二极管工作于截止状态，t_{1 时，理想开关关断，二极管的电流开始上升，对反偏二极管的结电容充电，使二极管的电压也开始上升，因PN 结耗尽区的工作机理（详细见半导体物理），使电压的上升比电流的上升要慢很多，电压正偏后，还会有一个几伏-几十伏的正向电压峰值，然后才进入稳定的正向导通状态。}}

关断过程[ t_{3 ~ t_{5 ]：}}

--- 在 t_{3 前，二极管工作于导通状态，t_{3 时，理想开关开通，二极管的电流开始下降，因为少子电荷在正向电流降为零时仍存在，故二极管的电压仍维持正偏，为使其承受反向阻断的能力，必需将这些少子电荷抽掉，t_{3-t_{4 是抽走反向电荷的阶段，在t_{4时刻，二极管可开始反向阻断，t_{4-t_{5则是对二极管结电容（耗尽区）进行充电的过程，直到二极管完全承受外部所加的反向电压，进入稳定的反向截止状态。}}}}}}}

实际的开通过程较短，分析时一般可忽略。通常可只分析关断过程，器件商会给出反向恢复时间和反向恢复电荷等参数。

功率二极管的功率损耗公式

（1）：导通损耗：