功率二極管的功能和參數

PN結與功率二極管的工作原理

基本結構和工作原理與信息電子電路中的二極管相同。它由一個較大面積的PN結、兩端引線和封裝組成。從外觀上看，主要有兩種類型的封裝，螺栓式和扁平式。

PN結的反向擊穿（兩種形式）

（1）雪崩擊穿

（2） 齊納擊穿

（3） 兩者都可能導致熱擊穿

PN結的電容效應

（1）PN結的電荷量隨施加的電壓而變化，呈現電容效應，稱為結電容CJ，也稱為差分電容。

（2）結電容按其產生機理和功能的不同分為勢壘電容CB和擴散電容CD。

（3）電容影響PN結的工作頻率，特別是高速開關狀態。

正向平均電流中頻 （AV）

額定電流：在規定的外殼溫度（稱為外殼溫度，用TC表示）和散熱條件下允許流動的最大工頻正弦半波電流的平均值

平均正向電流是根據電流的加熱效應定義的，因此使用時應根據等有效值的原則選擇額定電流，并留有一定的余量。

轉換關系：
當用于高頻應用時，開關損耗引起的熱量往往不容忽視。

當使用反向漏電流大的功率二極管時，其關斷狀態損耗引起的加熱效應不小。

然而，在實際的轉換器電路中，流過器件的電流不可能完全是正弦半波電流。因此，在設計電路和選擇器件時，實際電路中電流的有效值必須等于正弦半波有效值。原則上，通過將設備的額定電流轉換為平均值來計算。

一個周期內的特定工頻正弦半波電流波形如下圖所示：

圖4.特定工頻正弦半波電流波形

該波形在一個周期內的表達式為：

圖5.表達

正向壓降 UF

指功率二極管在指定溫度下與指定穩態正向電流相對應的正向壓降。

有時，參數表還給出了當特定瞬態正向電流在指定溫度動時器件的最大瞬時正向壓降。

重復峰值反向電壓 URRM

指可以重復施加到功率二極管的最高峰值反向電壓。

通常為其雪崩擊穿電壓UB的2/3。

使用時，通常根據電路中功率二極管可能承受的最大反向峰值電壓的兩倍來選擇。

最大工作結溫 TJM

結溫是指芯片PN結的平均溫度，以TJ表示

最高工作結溫是指PN結可以承受而不會損壞的最高平均溫度

TJM通常在125~175oC范圍內

反向恢復時間 trr

trr=td+tf，在關機過程中，電流降至0以恢復響應阻塞能力時間。

浪涌電流 IFSM

指功率二極管可以承受的一個或幾個工頻周期的最大連續過電流。