快恢复二极管工作原理、反向恢复时间详解

快速恢复二极管的工作原理和特点
快速恢复二极管(简称FRD）半导体二极管具有开关特性好、反向恢复时间短的特点，主要用于开关电源，PWM脉宽调制器、变频器等电子电路用作高频整流二极管、续流二极管或阻尼二极管。目前，快速恢复二极管主要用作逆变电源中的整流元件、高频电路的整流元件。

快速恢复二极管是指反向恢复时间短的二极管(5)us以下)，工艺多采用掺金措施，结构多采用PN有些结构采用改进PIN结构。其正压降高于普通二极管(1-2V)，反向耐压多为12000V下面。性能可分为快速恢复和超快恢复两个等级。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长，后者低于100纳秒。

快速恢复二极管通常用于开关电源。区别在于前者的恢复时间比后者小100倍左右，前者的反向恢复时间约为几纳秒。前者具有功耗低、电流大、超高速等优点。

反向恢复时间
什么是反向恢复时间？当外加二极管的电压瞬间从正向转向反向时，流经器件的电流无法从正向电流转换为反向电流。此时，空间电荷区的强电场从正向注入的少数载流子（空穴）中提取。由于这些空穴的密度高于基区平衡空穴的密度，在反向偏置时会产生远大于反向泄漏电流的反向电流，即反向恢复电流IRM。与此同时，这些额外载流子密度的下降也在加速，直到基区积累的额外载流子完全消失，反向电流下降并稳定到反向泄漏电流。整个过程所经历的时间是反向恢复时间。

反向恢复时间trr定义为：电流从零点向指定的低值时间隔转换。它是衡量高频续流和整流器件性能的重要技术指标。

二极管快速恢复的结构特征
与普通二极管不同，快速恢复二极管的内部结构是P 型、N 硅材料中间增加了基区I，构成P-I-N硅片。由于基区很薄，反向恢复电荷很小，不仅大大降低了trr值还降低了瞬态正向压降，使管道能够承受高反向工作电压。快速恢复二极管的反向恢复时间一般为几百纳秒，正压降约为0.6V，正向电流是几安培到几千安培，反向峰值电压可达几百到几千伏。

20A以下快速恢复多采用TO-220包装形式。从内部结构来看，可分为单管和对管（也称双管）。对管包括两个快速恢复二极管。根据两个二极管的不同连接方法，可分为共阴对管和共阳对管。几十安快速恢复二极管一般采用TO-3P金属壳包装。更大容量(几百安~几千安)的管道采用螺栓或平板包装。

相关内容：
快速恢复二极管好坏测量
快速恢复二极管型号选型