二极管的特性课件

1、gulf semiconductor ltd.二极管的特性1 序论序论 二极管特性曲线二极管特性曲线 二极管在常用电源电路中二极管在常用电源电路中vd/id 反向特性反向特性 动态特性动态特性 顺向恢复电压与时间顺向恢复电压与时间 反向恢复特性反向恢复特性 反向浪涌反向浪涌 热阻热阻 静电冲击静电冲击 目录目录gulf semiconductor ltd.二极管的特性2 对二极管应用特性的要求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gulf semic

2、onductor ltd.二极管的特性3二极管基本特性曲线二极管基本特性曲线gulf semiconductor ltd.二极管的特性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二极管在不同温度环境下的变化gulf semiconductor ltd.二极管的特性5二极管在常用电源电路中二极管在常用电源电路中vd/idvd/id计算计算gulf semiconductor ltd.二极管的特性6二极管在常用电源电路中二极管在常用电源电路中vd/idvd/id计算计算gulf semiconductor l

3、td.二极管的特性7二极管在常用电源电路中二极管在常用电源电路中vd/idvd/id计算计算gulf semiconductor ltd.二极管的特性8二极管在常用电源电路中二极管在常用电源电路中vd/idvd/id计算计算gulf semiconductor ltd.二极管的特性9二极管在常用电源电路中二极管在常用电源电路中vd/idvd/id计算计算gulf semiconductor ltd.二极管的特性10vf波形比较正向特性正向特性 if/vf/vfgulf semiconductor ltd.二极管的特性11正向特性正向特性if/vf/if/vf/vfvf影响因素： 晶粒面积大的，

4、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gulf semiconductor ltd.二极管的特性12正向特性正向特性if/vf/if/vf/vfvf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：gulf rgp10d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。gulf semiconductor ltd.二

5、极管的特性13反向特性反向特性ir/vbr/dvr1/dvr2ir/vbr/dvr1/dvr2 ir vbr dv1 sharpness/round dv2 stability (ride-in,ride out )gulf semiconductor ltd.二极管的特性14反向电压、电流标识解释反向特性反向特性ir/vbr/dvr1/dvr2gulf semiconductor ltd.二极管的特性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越大反向特性反向特性ir/vbr/dvr1/dvr2ir/vbr/dvr1/dv

6、r2gulf semiconductor ltd.二极管的特性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反向特性ir/vbr/dvr1/dvr2ir/vbr/dvr1/dvr2gulf semiconductor ltd.二极管的特性17动态特性动态特性vfrm/tfr/irm/vrm/ts/tf/trr/qrrvfrm/tfr/irm/vrm/ts/tf/trr/qrr动态特性曲线gulf semiconductor ltd.二极管的特性18附上图符号说明：附上图符号说明：动态特性动态特性vfrm/tfr/irm/vrm/

7、ts/tf/trr/qrrgulf semiconductor ltd.二极管的特性19顺向恢复电压与时间顺向恢复电压与时间vfrm/tfrvfrm/tfrgulf semiconductor ltd.二极管的特性20顺向恢复电压与时间顺向恢复电压与时间 vfrm/tfrvfrm/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gulf semicond

8、uctor ltd.二极管的特性21顺向恢复电压与时间顺向恢复电压与时间 vfrm/tfrvfrm/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, boost diode 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gulf semiconductor ltd.二极管的特性22电压上升斜率电压上升斜率 dv / dt dv / dt dv/dt:电压上升斜率 dv/dt=0.632vd/

9、t1 or o.8vd/ (t90-t10)gulf semiconductor ltd.二极管的特性23电压上升斜率电压上升斜率 dv / dv / dt dt n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。gulf semiconductor ltd.二极管的特性24反向恢复时间反向恢复时间trrtrrgulf semiconductor ltd.二极管的特性25反向恢复时间反向恢复时间trrtrr 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

10、上升。影响因素gulf semiconductor ltd.二极管的特性26反向恢复时间反向恢复时间trrtrr 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gulf semiconductor ltd.二极管的特性27反向恢复时间反向恢复时间trrtrr 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

11、速上升，应特别关注。 5，某些特殊应用要求trr值大。 案例：philips rdb1o5s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gulf semiconductor ltd.二极管的特性28反向恢复时间反向恢复时间trrtrr软恢复特性描述gulf semiconductor ltd.二极管的特性29反向恢复时间反向恢复时间trrtrr恢复特性曲线gulf semiconductor ltd.二极管的特性30反向恢复时间反向恢复时间trrtrr软恢复特性案例：某电机公司：在选用sanken sars02 替代品时要求trr软恢复特性，在使用

12、gulf特选产品时，客户满意。gulf semiconductor ltd.二极管的特性31反向恢复时间反向恢复时间trrtrrrg-1标准gulf semiconductor ltd.二极管的特性32反向恢复时间反向恢复时间trrtrrdi/dt标准gulf semiconductor ltd.二极管的特性33正向浪涌正向浪涌ifsmifsm ifsm 不可恢复的最大正向电流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不可恢复的最大正向电流(结温条件）结温条件） i2t电流熔断值电流熔断值 ( ifsm/ 2 )2*0.01(a2s) gulf semicondu

13、ctor ltd.二极管的特性34正向浪涌正向浪涌ifsmifsmgulf semiconductor ltd.二极管的特性35正向浪涌正向浪涌ifsmifsm 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gulf semiconductor ltd.二极管的特性36正向浪涌正向浪涌ifsmifsm 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

14、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gulf semiconductor ltd.二极管的特性37雪崩能量雪崩能量/ /反向浪涌反向浪涌 ersm/vrsmersm/vrsmschottky surge gulf semiconductor ltd.二极管的特性38雪崩能量雪崩能量/ /反向浪涌反向浪涌 ersm/vrsmersm/vrsmcontrolled erem testgulf semiconductor ltd.二极管的特性39 影响因素： 1，晶粒面积大的，ersm 较大 2，晶粒

15、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 较小雪崩能量雪崩能量/反向浪涌反向浪涌 ersm/vrsmgulf semiconductor ltd.二极管的特性40雪崩能量雪崩能量/ /反向浪涌反向浪涌 ersm/vrsm 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：ge gs2m替代ss1m在更换机型时，在作高压3000v可

16、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 sky 1n5822 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。gulf semiconductor ltd.二极管的特性41结电容结电容cjcjgulf semiconductor ltd.二极管的特性42结电容结电容cjcj 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）gulf semiconductor ltd.二极管的特性43热阻热阻rthj-arthj-a、j-cj-c、j-lj-lgulf semiconductor ltd.二极管的特性44热阻

17、热阻rthj-arthj-a、j-cj-c、j-j-l 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gulf semiconductor ltd.二极管的特性45热阻热阻rthj-arthj-a、j-cj-c、j-lj-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, boost diode 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，

18、解决了客户端产品发热的问题gulf semiconductor ltd.二极管的特性46热阻热阻rthj-arthj-a、j-cj-c、j-lj-lgulf semiconductor ltd.二极管的特性47热阻热阻rthj-arthj-a、j-cj-c、j-lj-l功率曲线衰降图 n举例：ge ss1m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。gulf semiconductor ltd.二极管的特性48静电冲击静电冲击esdesdgulf semiconductor ltd.二极管的特性49静电冲击静电冲击esdesd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gulf semiconduc