二极管的特性.ppt

GulfSemiconductorLtd 1 序论二极管特性曲线二极管在常用电源电路中Vd Id计算正向特性反向特性动态特性顺向恢复电压与时间反向恢复特性正向浪涌反向浪涌热阻静电冲击 目录 GulfSemiconductorLtd 2 对二极管应用特性的要求 较高的耐压能力较大的电流承载能力较高的di dt承受能力较高的dv dt承受能力较快的截止时间较高之工作频率较低之电容性较小的包装及较高的散热能力 GulfSemiconductorLtd 3 二极管基本特性曲线 GulfSemiconductorLtd 4 产品的实际应用均为动态 在不同的环境条件下使用 曲线图中标注的温度 200 100 25 75 二极管在不同温度环境下的变化 GulfSemiconductorLtd 5 二极管在常用电源电路中Vd Id计算 GulfSemiconductorLtd 6 二极管在常用电源电路中Vd Id计算 GulfSemiconductorLtd 7 二极管在常用电源电路中Vd Id计算 GulfSemiconductorLtd 8 二极管在常用电源电路中Vd Id计算 GulfSemiconductorLtd 9 二极管在常用电源电路中Vd Id计算 GulfSemiconductorLtd 10 VF波形比较 正向特性 If Vf Vf GulfSemiconductorLtd 11 正向特性 If Vf Vf 影响因素 晶粒面积大的 If大 Vf小电压高的材料 If小 Vf大Trr小的材料 Vf大器件内部不同的结构 Vf值不一样器件内部焊接不良 Vf大 GulfSemiconductorLtd 12 正向特性 If Vf Vf 应用 根据线路设计要求 选定If Vf符合要求的产品特别注意实际应用环境 不同温度条件下If Vf的变化的影响Vf与Frr是一对相互矛盾参数 要特别了解线路的注重点是Vf 还是Trr案例 GULFRGP10D使用在比亚迪汽车上 需要考虑在零下40度的工作环境下 电性能VF的变化 调整线路的配置 GulfSemiconductorLtd 13 反向特性 Ir Vbr DVr1 DVr2 IRVBRDV1 SHARPNESS ROUNDDV2 STABILITY RIDE IN RIDEOUT GulfSemiconductorLtd 14 反向电压 电流标识解释 反向特性 Ir Vbr DVr1 DVr2 GulfSemiconductorLtd 15 影响因素1 PN结内部某些晶格缺陷 杂质2 表面缺陷 表面沾污3 表面钝化保护不良4 Trr越小的产品 Ir越大 反向特性 Ir Vbr DVr1 DVr2 GulfSemiconductorLtd 16 应用1 线路中产生过余的功耗 热量2 热量造成更多的不稳定 Ir上升器件本身失效 或线路工作不正常 反向特性 Ir Vbr DVr1 DVr2 GulfSemiconductorLtd 17 动态特性Vfrm tfr Irm Vrm ts tf Trr Qrr 动态特性曲线 GulfSemiconductorLtd 18 附上图符号说明 动态特性Vfrm tfr Irm Vrm ts tf Trr Qrr GulfSemiconductorLtd 19 顺向恢复电压与时间 Vfrm Tfr GulfSemiconductorLtd 20 顺向恢复电压与时间 Vfrm Tfr 影响因素 Vfrm 1 越高压的二极管的Vfrm越高 2 当温度越高时 其Vfrm越高 3 当电流密度增加时 其Vfrm也会增高Tfr 1 当温度越高时 其Tfr也会增加 时间变慢 2 当电流密度增加时 其Tfr也会增高 3 当电流斜率增快时 其Tfr会减少 GulfSemiconductorLtd 21 顺向恢复电压与时间 Vfrm Tfr 1 高频开关电源开关整流中 影响功耗 产生热量 2 在电源输出整流中 影响输出功率 3 部分特殊应用要求Vfrm Tfr值上升 4 替代SKY产品时Vfrm Tfr下降案例1 ASTEC Boostdiode应用波形实例计算 案例2 ASTEC 选用FR202替代SKY产品时 要求VFR特小 应用 GulfSemiconductorLtd 22 电压上升斜率 dv dt Dv dt 电压上升斜率Dv dt 0 632VD t1oro 8VD t90 t10 GulfSemiconductorLtd 23 电压上升斜率 dv dt 案例 二极管在测试 使用中 可能发生产品VR衰减 此项与产品的能力 DV DT冲击速率有关 GulfSemiconductorLtd 24 反向恢复时间 Trr GulfSemiconductorLtd 25 反向恢复时间 Trr 1 铂原子扩散浓度 扩散时间 扩散深度2 晶粒面积大的 Trr较大3 晶粒表面 硼面 浓度上升 Trr较小4 温度大幅上升时 Trr会大幅上升 影响因素 GulfSemiconductorLtd 26 反向恢复时间 Trr Vrm过高会导致过大的反向过电压 使表面钝化衰降 Qrr过大会导致Tj升高 IR过大 或因热阻过高而烧毁 Irm Trr过大时会造成较大的功率损失 也可能使周边的元件损坏 Trr的重要性 GulfSemiconductorLtd 27 反向恢复时间 Trr 1 高频应用中 对器件及线路影响较大2 器件与线路不匹配时 产生热量 Trr进一步上升 可造成过热烧毁 3 串联使用时Trr不一致时 Trr大的容易发热异常 4 高温环境下 Trr将急速上升 应特别关注 5 某些特殊应用要求Trr值大 案例 PHILIPSRDB1O5S在更换机型时 热量集聚 温度上升 TRR上升 产品出现异常 更换RGP15J后 正常 应用 GulfSemiconductorLtd 28 反向恢复时间 Trr 软恢复特性描述 GulfSemiconductorLtd 29 反向恢复时间 Trr 恢复特性曲线 GulfSemiconductorLtd 30 反向恢复时间 Trr 软恢复特性 案例 某电机公司 在选用SANKENSARS02替代品时要求TRR软恢复特性 在使用GULF特选产品时 客户满意 GulfSemiconductorLtd 31 反向恢复时间 Trr RG 1标准 GulfSemiconductorLtd 32 反向恢复时间 Trr di dt标准 GulfSemiconductorLtd 33 正向浪涌 Ifsm Ifsm 不可恢复的最大正向电流Ifsm tj max 不可恢复的最大正向电流 结温条件 I2t 电流熔断值 Ifsm 2 2 0 01 A2s GulfSemiconductorLtd 34 正向浪涌 Ifsm GulfSemiconductorLtd 35 正向浪涌 Ifsm 1 晶粒面积越大 器件Ifsm越大2 晶片的电阻系数越高时 器件的Ifsm越小3 器件Vr值越大时 它的Ifsm越小4 Irsm能力上升时 则Ifsm能力下降5 Trr越小 Vf越大 Ifsm越小 影响因素 GulfSemiconductorLtd 36 正向浪涌 Ifsm 1 交流整流 直流开关整流满足最大浪涌冲击要求2 根据I2t合理配置保险装置保护其它器件及线路装置案例 在分析客户端产品失效原因时 产品晶粒的表面烧痕 是判定正向浪涌冲击或短路电流的造成失效的主要依据 据此 判定是客户端异常 还是产品的IFSM能力不足 应用 GulfSemiconductorLtd 37 雪崩能量 反向浪涌 Ersm Vrsm SCHOTTKYSURGE GulfSemiconductorLtd 38 雪崩能量 反向浪涌 Ersm Vrsm CONTROLLEDEremTEST GulfSemiconductorLtd 39 影响因素 1 晶粒面积大的 Ersm较大2 晶粒电阻系数小 Vr低的 Ersm较大3 GPP表面钝化保护致密度高的 Ersm较大4 Trr小的 Vf小的 Ersm较小 雪崩能量 反向浪涌 Ersm Vrsm GulfSemiconductorLtd 40 雪崩能量 反向浪涌 Ersm Vrsm 应用 1 不能达到正常浪涌冲击的产品 是有缺陷的产品 2 反向浪涌冲击较大的线路 阻尼 续流 按线路要求 3 线路装置要求高可靠性时4 需抵抗输入异常电波冲击时5 线路工作在高温环境中时案例 GEGS2M替代SS1M在更换机型时 在作高压3000V可靠性测试时 超大浪涌冲击 产品异常 产品能力与结构有关 案例 光达电子SKY1N5822产品由于线路的设置 对该产品有很大的冲击 GULF在提高内部浪涌测试条件后 满足了客户的要求 GulfSemiconductorLtd 41 结电容 Cj GulfSemiconductorLtd 42 结电容 Cj 一般在整流 开关电源中不予考虑的参数 仅特殊应用时需要 GulfSemiconductorLtd 43 热阻 Rthj a j c j l GulfSemiconductorLtd 44 热阻 Rthj a j c j l 影响因素 1 产品的结构 产品的材料性质2 同功率器件 外连接接触面积越大 热阻越小 3 不同的环境条件 热阻值有不同的变化 GulfSemiconductorLtd 45 热阻 Rthj a j c j l 应用 1 输出整流 大功率整流PN结结温计算2 按PN结结温要求 电流衰降曲线的设计应用 附 曲线图案例1 补充不同器件实测热阻值案例2 Astec boostdiode热阻计算案例3 Philips RGP10J产品在应用中发热 GULF在更改产品的晶粒规格后 解决了客户端产品发热的问题 GulfSemiconductorLtd 46 热阻 Rthj a j c j l GulfSemiconductorLtd 47 热阻 Rthj a j c j l 功率曲线衰降图 举例 GESS1M在4灯机型应用时 产品的高温电流值实际超出电流曲线规定值 当应用环境偏差时 异常的可能增加 GulfSemiconductorLtd 48 静电冲击 ESD GulfSemiconductorLtd 49 静电冲击 ESD 影响因素 1 晶粒电阻系数小 ESD能力稍强2 PN结结面平整 ESD能力较强3 B面扩散深度相对较深的 ESD能力较强 GulfSemiconductorLtd 50 静电冲击 ESD 应用1 客户某装置要求ESD测试时2 测试 组装线的ESD防