電力二極管的主要類型電力二極管的應用范圍廣,種類也很多,按照正向壓降、反向耐壓、反向漏電流等性能,特別是反向恢復特性的不同,介紹幾種常用的電力二極管。
其主要類型有普通二極管、快恢復二極管、肖特基二極管。
1、普通二極管
普通二極管(GeneralPurposeDiode)又稱整流二極管(RecTIfierDiode),多用于開關頻率不高(1kHz以下)的整流電路中。
其反向恢復時間較長,一般在5s以上,這在開關頻率不高時并不重要
正向電流定額和反向電壓定額可以達到很高,分別可達數千安和數千伏以上
普通二極管按照所用的半導體材料不同,可分為鍺二極管和硅二極管;按管芯結構不同,可分為圖4所示的點接觸型二極管、面接觸型二極管和平面型二極管;根據管子用途不同,又可分為整流二極管、檢波二極管、開關二極管等。
點接觸型二極管是用一根很細的金屬觸絲壓在光潔的半導體表面上,通以強脈沖電流,使觸絲一端和半導體牢固地燒結在一起,構成PN結,如圖4(a)所示。點接觸型二極管因觸絲與半導體接觸面很小,只允許通過較小的電流(幾十毫安以下),但在高頻下工作性能很好,適用于收音機中對高頻信號的檢波和微弱交流電的整流。國產鍺二極管2AP系列、2AK系列,都是點接觸型的。
面接觸型二極管的PN結面積較大,并做成平面狀,如圖4(b)所示。它可以通過較大的電流,適用于對電網的交流電進行整流。國產大部分2CP系列和2CZ系列的二極管都是面接觸型的。
圖4 普通二極管的管芯結構
2、快速恢復二極管
恢復過程很短特別是反向恢復過程很短(5μs以下)的二極管,也簡稱快速二極管。工藝上多采用了摻金措施,結構上有的采用PN結構類型,也有的采用對此加以改進的PiN結構。
采用外延型PiN結構的的快恢復外延二極管(Fast Recovery Epitaxial Diodes--FRED),其反向恢復時間更短(可低于50ns),正向壓降也很低(0.9V左右),但其反向耐壓多在400V以下
從性能上可分為快速恢復和超快速恢復兩個等級。前者反向恢復時間為數百納秒或更長,后者則在100ns以下,甚至達到20~30ns。
圖 快速整流二極管的正向恢復特性
a) 管壓降隨時間變化的曲線 b) 二極管開通電流波形