二極管正向恢復(fù)效應(yīng)的相關(guān)知識(shí)
信息來(lái)源于:互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于:2021-10-16
二極管是一種具有兩個(gè)電極的器件,只允許電流由單一方向流過(guò),許多的使用是應(yīng)用其整流的功能。大部分二極管所具備的電流方向性我們通常稱之為“整流”功能。二極管最普遍的功能就是只允許電流由單一方向通過(guò)(稱為順向偏壓),反向時(shí)阻斷 (稱為逆向偏壓)。因此,二極管可以想成電子版的逆止閥。
二極管的正向性。外加正向電壓時(shí),在正向特性的起始部分,正向電壓很小,不足以克服PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的阻擋作用,正向電流幾乎為零,這一段稱為死區(qū)。這個(gè)不能使二極管導(dǎo)通的正向電壓稱為死區(qū)電壓。當(dāng)正向電壓大于死區(qū)電壓以后,PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)被克服,二極管正向?qū)ǎ娏麟S電壓增大而迅速上升。在正常使用的電流范圍內(nèi),導(dǎo)通時(shí)二極管的端電壓幾乎維持不變,這個(gè)電壓稱為二極管的正向電壓。
二極管正向恢復(fù)效應(yīng)發(fā)生的時(shí)刻
正向恢復(fù)發(fā)生在二極管開通的時(shí)刻,如下圖示,在下管IGBT關(guān)斷的瞬間,驅(qū)動(dòng)器電流就要轉(zhuǎn)移到上管的續(xù)流二極管,在這瞬間一瞬間,上管的二極管發(fā)生正向恢復(fù)過(guò)程。
二極管正向恢復(fù)效應(yīng)與器件的關(guān)系
在這里我們不討論產(chǎn)生二極管正向恢復(fù)現(xiàn)象的原因,不過(guò)可以這樣認(rèn)為,這是半導(dǎo)體器件的固有的屬性。絕大多數(shù)情況下,正向恢復(fù)效應(yīng)不會(huì)產(chǎn)生什么問(wèn)題,所以通常很少被討論。關(guān)于這個(gè)效應(yīng),有幾個(gè)特點(diǎn)需要注意:
1、二極管溫度越高時(shí),正向恢復(fù)效應(yīng)越強(qiáng)烈,幅值及時(shí)間都會(huì)較長(zhǎng);
2、電壓越高,電流越大的器件,正向恢復(fù)效應(yīng)越強(qiáng);
3、不同品牌的器件以及不同品牌的器件,即使是同電壓或電流等級(jí)或者電壓或電流等級(jí),正向恢復(fù)效應(yīng)程度也許會(huì)有所不同。
二極管正向恢復(fù)對(duì)驅(qū)動(dòng)器的影響
根據(jù)二極管正向恢復(fù)效應(yīng),在二極管開通瞬間,二極管的陽(yáng)極的電位會(huì)比陰極高很多,并持續(xù)幾百納秒。在此過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生電流,圖中紅線所示路徑為一個(gè)阻抗很低的路徑,因此可以產(chǎn)生較大的電流。
在二極管電路運(yùn)行的過(guò)程中,電流會(huì)向C1充電,因此VE的電位會(huì)被抬升 的電位會(huì)被抬升,這意味著,VE與Viso之間的電壓被減小了,也就是,Viso與VE間的被穩(wěn)壓的+15V電壓被放電。在實(shí)際應(yīng)用中,這個(gè)過(guò)程是周期性發(fā)生的,與開關(guān)頻率同步,因此,從宏觀上看,驅(qū)動(dòng)器副邊的+15V會(huì)出現(xiàn)下跌的情形,當(dāng)它跌落至12V時(shí),驅(qū)動(dòng)器會(huì)觸動(dòng)欠壓保護(hù)。
解決辦法:放置一個(gè)雙向TVS瞬變抑制二極管,即可以阻斷上述的電流路徑,這個(gè)問(wèn)題就被解決了。