当功率二极管在传导高正向电流(硬开关)时快速发生反向偏置时,需要有限的时间来清除电荷载体,以便它能够阻断反向电压。硬开关二极管恢复所需时间(tR)一直是用来评估二极管逆向恢复的典型性能指标。然而,与tRR单独相比,在恢复时间内流过二极管的反向电流的振幅是衡量功率转换电路性能的更好方法。本应用说明将说明为什么要使用被比较的器件的ORR(恢复电流与恢复时间的积分)来预测电路内性能。此外,将解释柔软度系数,以及为什么高柔软度比是重要。
二极管的反向恢复特性由三个参数量化:反向恢复时间(tRR)、反向恢复电流(RR)和反向恢复电荷(QRR)。IRr、tRR和QRR是用来表征二极管反向恢复行为的三个主要参数,通常在数据表上指定。另一个不总是在数据表上指定的参数是二极管的IRr波形的柔软度。这四个参数是由用于生产特定器件系列的制造工艺决定的。
功率二极管的QRR是其储存电荷的直接测量值;储存电量来自肖特基器件的势垒结电容或在阴极内流动和漂移的少数载流子。基于PN结的器件的区域。必须移除所有储存的电荷,以便耗尽区可以变得足够大,以阻挡反向电压。为了阻止高反向电压(600V),这些二极管需要一个宽的漂移区。漂移区越宽,正向导通时所能容纳的少数载流子越多。半导体设计工程师可以使用各种技术来控制少数载体的持续时间或寿命,例如在器件结构的漂移区域引入复合中心。复合中心有效地缩短了阳极注入的少数载流子的寿命。缩短少子寿命降低了器件的QRR、RR和tRR。
反向恢复电流的两部分之比:存储电荷的去除和返回到零电流。软性是通过将从二极管中移除存储的电荷载体所需的时间(t)除以所产生的反向电流从峰值负值(IRR PEAK)回落到零所需的时间(T)来计算的软度=t/t,波形的各部分如图2所示器件的IRR的柔软度将取决于用于减少ORR的寿命控制技术。对于数据表中没有指定此参数的二极管,可以很容易地计算软性因子。铂(Pt)兴奋剂可以显著限制tRR,但它会导致IRR的突然、迅速停止,如图1所示。从图1中的曲线可以清楚地看出,降低QRr降低IR和trr。然而,减少的tRR