二極管的開關(guān)過程
二極管的單向?qū)ㄐ浴⒋笥谀畴妷壕蛯?dǎo)通等基本特性我們非常熟悉，但是隨著工作的深入會發(fā)現(xiàn)僅知道這些是不夠的，特別是大功率設(shè)備或者面臨EMI的問題時。
所以我們需要對二極管有個更深入的認(rèn)識，今天就著重講述二極管的開關(guān)過程（也叫二極管的動態(tài)特性）及其帶來的影響。
任何開關(guān)器件的狀態(tài)切換并不是一蹴而就的，在這切換的期間發(fā)生了什么是工程師值得注意的地方。因?yàn)榻Y(jié)電容的存在，二極管在零偏置、正向?qū)ā⒎聪蚪刂惯@三個狀態(tài)之間切換時，會有一個過渡。
開通（零偏置轉(zhuǎn)換為正向?qū)ǎ?/div>
二極管的開通并不是說其正向壓降大于某個電壓（比如0.7V）就直接導(dǎo)通，且之后正向壓降就是0.7V了。
實(shí)際上應(yīng)該是當(dāng)其正向壓降從零開始增大到一個過沖電壓VFP后才逐漸趨于一個穩(wěn)定的電壓（如2V），這期間正向電流不斷增大。把這段時間叫做正向恢復(fù)時間 tfr。
如下圖-1如示：
圖-1：零偏置轉(zhuǎn)換為正向?qū)?/div>
也就是說二極管的導(dǎo)通瞬間會產(chǎn)生一個正向尖峰電壓，且要大于穩(wěn)態(tài)電壓UF。而這個過沖電壓，隨di/dt的增大而增大。
關(guān)斷（正向?qū)ㄞD(zhuǎn)換為反向截止）
當(dāng)給二極管施加一個反向電壓時并不能使之馬上阻斷，而是需要一定的時間。在這段時間里會有電壓和電流的過沖。而這段時間就是我們常說的反向恢復(fù)時間 trr。
如下圖-2：
圖-2：正向?qū)ㄞD(zhuǎn)換為反向截止
tF時刻，二極管的外加電壓發(fā)生改變；
t0時刻，正向電流下降到為零，但是二極管還不能恢復(fù)到阻斷的狀態(tài)；
t1時刻，反向電流達(dá)到最大IRP，隨后反向過沖電壓也達(dá)到最大URP。反向電流隨后迅速下降，可以看到這段曲線與電容的放電曲線類似，事實(shí)上，它也正表示了結(jié)電容放電復(fù)位的過程。
t2時刻，電流幾乎不再變化，二極管恢復(fù)對反向電壓的阻斷能力。
以上這些有什么用？
二極管開關(guān)瞬間存在損耗。在二極管開通和關(guān)斷的瞬間，電流和電壓相乘并不為零，所以存在開關(guān)損耗。
這與MOSFET作為硬開關(guān)時的開關(guān)波形類似。所以在大功率和高頻（開關(guān)次數(shù)多）的場合下這個損耗更甚，不能忽視。
二極管開關(guān)瞬間帶來EMI問題。可以看到二極管在開關(guān)瞬間會產(chǎn)生過沖電壓和尖峰電流，這樣高的dv/dt和di/dt 必然會引發(fā)EMI問題。
通常反向恢復(fù)電流的尖峰與EMI中的傳導(dǎo)相關(guān)，所以我們經(jīng)常在小功率的場合里會在二極管的兩端并聯(lián)RC以吸收這個尖峰。
還有，尖峰電流過后可能還會伴隨著一段時間的震蕩，這個震蕩與EMI中的輻射相關(guān)，所以有時候我們會在二極管上套一個磁環(huán)。
所以，為了避免這些問題，有時我們會選用快恢復(fù)二極管或者肖特基二極管，它們的恢復(fù)時間很短。
順便說一下，正向恢復(fù)時間遠(yuǎn)小于反向恢復(fù)時間，所以我們在二極管的器件手冊上通常看到不到關(guān)于正向恢復(fù)時間的參數(shù)。
二極管中的結(jié)電容CT不可忽略，當(dāng)其與電路中的寄生電感結(jié)合時會產(chǎn)生諧波頻率，引發(fā)EMI問題。
電話：18923864027（同微信）
QQ：709211280
〈烜芯微/XXW〉專業(yè)制造二極管，三極管，MOS管，橋堆等，20年，工廠直銷省20%，上萬家電路電器生產(chǎn)企業(yè)選用，專業(yè)的工程師幫您穩(wěn)定好每一批產(chǎn)品，如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以直接聯(lián)系下方的聯(lián)系號碼或加QQ/微信，由我們的銷售經(jīng)理給您精準(zhǔn)的報價以及產(chǎn)品介紹
相關(guān)閱讀
最新資訊
- 怎么用TVS二極管提高電路的抗突波能力
- PIN二極管的電導(dǎo)調(diào)制機(jī)制和應(yīng)用介紹
- 基于雙MOS管的防反灌電路工作原理介紹
- 高效率整流二極管的特性和應(yīng)用介紹
- 詳解穩(wěn)壓二極管的關(guān)鍵特性和應(yīng)用原理
- MOS管選型關(guān)鍵因素分析,怎么選擇合適的參數(shù)
- 三相整流電路分析,半波整流與全波整流的工作原理
- IGBT三相全橋整流電路工作原理介紹
- 詳解快恢復(fù)二極管,結(jié)構(gòu),特性和應(yīng)用介紹
- 三極管和MOS管組合式開關(guān)電路分析
聯(lián)系烜芯微
咨詢熱線：
18923864027
傳真：
18923864027
QQ：
709211280
地址：
深圳市福田區(qū)振中路84號愛華科研樓7層