二極管正向恢復(fù)效應(yīng)的相關(guān)知識
信息來源于:互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于:2021-10-16
二極管是一種具有兩個電極的器件,只允許電流由單一方向流過,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(稱為順向偏壓),反向時阻斷 (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,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)電場的阻擋作用,正向電流幾乎為零,這一段稱為死區(qū)。這個不能使二極管導(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)電場被克服,二極管正向?qū)?,電流隨電壓增大而迅速上升。在正常使用的電流范圍內(nèi),導(dǎo)通時二極管的端電壓幾乎維持不變,這個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)生的時刻
正向恢復(fù)發(fā)生在二極管開通的時刻,如下圖示,在下管IGBT關(guān)斷的瞬間,驅(qū)動器電流就要轉(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)不會產(chǎn)生什么問題,所以通常很少被討論。關(guān)于這個效應(yīng),有幾個特點需要注意:
1、二極管溫度越高時,正向恢復(fù)效應(yīng)越強烈,幅值及時間都會較長;
2、電壓越高,電流越大的器件,正向恢復(fù)效應(yīng)越強;
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或者電壓或電流等級,正向恢復(fù)效應(yīng)程度也許會有所不同。
二極管正向恢復(fù)對驅(qū)動器的影響
根據(jù)二極管正向恢復(fù)效應(yīng),在二極管開通瞬間,二極管的陽極的電位會比陰極高很多,并持續(xù)幾百納秒。在此過程中,會產(chǎn)生電流,圖中紅線所示路徑為一個阻抗很低的路徑,因此可以產(chǎn)生較大的電流。
在二極管電路運行的過程中,電流會向C1充電,因此VE的電位會被抬升 的電位會被抬升,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。在實際應(yīng)用中,這個過程是周期性發(fā)生的,與開關(guān)頻率同步,因此,從宏觀上看,驅(qū)動器副邊的+15V會出現(xiàn)下跌的情形,當(dāng)它跌落至12V時,驅(qū)動器會觸動欠壓保護。
解決辦法:放置一個雙向TVS瞬變抑制二極管,即可以阻斷上述的電流路徑,這個問題就被解決了。