1、电力二极管的结构及作业原理
电力二极管(PowerDiode,PD)是指能够接受高电压、大电流,具有较大耗散功率的二极管,它与其他电力电子器材相配合,作为整流、续流、电压阻隔、钳位或维护元件,在各种变流电路中发挥着重要效果。
电力二极管与小功率电力二极管的结构、作业原理和伏安特性类似,但它的主要参数的规则、挑选准则等不尽相同,运用时应当引起留意。
电力二极管的内部结构也是一个PN结,其面积较大,最新研制出的特别二极管如快速康复二极管,在制造工艺上有新的打破,使开关时刻大为削减。
电力二极管引出两个极,别离称为阳极A和阴极K,运用的符号也与中、小功率电力二极管相同,如图2.1所示。因为电力二极管的功耗较大,它的外形有螺旋式平和板式两种。螺旋式二极管的阳极紧拴在散热器上。平板式二极管又分为风冷式和水冷式,它的阳极和阴极别离由两个互相绝缘的散热器紧紧夹住。
图1电力二极管的外形、结构和电气图形符号
a)外形b)结构c)电气图形符号
PN结的反向截止状况,PN结的单导游电性;
PN结的反向击穿:
有雪崩击穿和齐纳击穿两种方式,或许导致热击穿。
PN结的电容效应:
PN结的电荷量随外加电压而改变,呈现电容效应,称为结电容CJ,又称为微分电容。结电容按其发生机制和效果的不同分为势垒电容CB和扩散电容CD势垒电容只在外加电压改变时才起效果,外加电压频率越高,势垒电容效果越显着。势垒电容的巨细与PN结截面积成正比,与阻挡层厚度成反比而扩散电容仅在正向偏置时起效果。在正向偏置时,当正向电压较低时,势垒电容为主正向电压较高时,扩散电容为结电容主要成分结电容影响PN结的作业频率,特别是在高速开关的状况下,或许使其单导游电性变差,乃至不能作业,应用时应加以留意。
形成电力二极管和信息电子电路中的一般二极管区其他一些要素:
正导游通时要流过很大的电流,其电流密度较大,因此额定载流子的注入水平较高,电导调制效应不能疏忽引线和焊接电阻的压降等都有显着的影响接受的电流改变率di/dt较大,因此其引线和器材本身的电感效应也会有较大影响。为了进步反向耐压,其掺杂浓度低也形成正向压降较大。
2、电力二极管的根本特性
1)静态特性
主要指其伏安特性
当电力二极管接受的正向电压大到必定值(门槛电压UTO),正向电流才开端显着增加,处于安稳导通状况。与正向电流IF对应的电力二极管两头的电压UF即为其正向电压降。当电力二极管接受反向电压时,只要少子引起的细小而数值稳定的反向漏电流。
2)动态特性
动态特性–因结电容的存在,三种状况之间的转化必定有一个过渡进程,此进程中的电压-电流特性是随时刻改变的。
开关特性–反映通态和断态之间的转化进程。
关断进程:
须通过一段时刻短的时刻才干从头取得反向阻断才能,进入截止状况。
在关断之前有较大的反向电流呈现,并随同有显着的反向电压过冲。