快恢復二極管（FRD / Fast Recovery Diode）

超快恢復二極管（SRD / Superfast Recovery Diode）

它們是電力電子半導體器件。具有反向恢復時間短、正向電流大、開關特性好、體積小、耐壓高、安裝簡便等優點。廣泛用於脈寬調製器、高頻加熱裝置、開關電源、不間斷電源(UPS)、變頻調速器等，作為高頻、大電流的續流二極管或整流二極管或阻塞二極管。

快恢復二極管和超快恢復二極管的性能特點

1、反向恢復時間【trr】

反向恢復時間，是指電流通過零點由正向轉換成反向，再由反向轉換到規定低值的時間間隔。

它是衡量高頻續流及整流器件性能的重要技術指標。

如下圖所示：反向恢復電流的波形

【IF】正向電流

【IRM】最大反向恢復電流

【Irr】反向恢復電流

通常規定Irr=0.1IRM

當t≤t0時，正向電流I=IF

當t>t0時，由於整流管上的正向電壓突變成為反向電壓，因此正向電流迅速減小，在t=t1時刻，I=0，隨後反向電流IR逐漸增大；在t=t2時刻達到最大反向恢復電流IRM，之後收到正向電壓的作用，反向電流逐漸減小，並在t=t3時刻達到規定值Irr。

由t1到t3的時間間隔就是反向恢復時間【trr】。

2、結構特點

快恢復二極管的結構與普通二極管不同，它是在P、N型硅材料中間增加了基區，構成P-I-N硅片。

由於基區很薄，反向恢復電荷很小，這不僅大大減小了【trr】值，還降低了瞬態正向壓降，使它能承受很高的反向工作電壓。

快恢復二極管的反向恢復時間一般為幾百納秒，正向壓降約為0.6V，正向電流為幾安培至幾千安培，反向峰值電壓可高達幾百到幾千伏。

超快恢復二極管是在快恢復二極管基礎上發展而來的，它的反向恢復電荷進一步減小，【trr】可低至幾十納秒。

20A以下的快恢復和超快恢復二極管大多采用TO-220封裝。

從內部結構看，可分成單管、對管兩種，如下圖：

對管內部包含兩隻二極管，根據接法的不同，又有共陰對管、共陽對管之分。

它們大多采用TO-220封裝，幾十安的快恢復、超快恢復二極管一般採用TO-3P金屬殼封裝，更大容量(幾百安～幾千安)的則採用螺栓型或平板型封裝，主要技術指標見下表：

快恢復二極管和超快恢復二極管的檢測方法

1、反向恢復時間【trr】的測量

測量電路如下圖：

圖中，由直流電流源提供規定的【IF】正向電流，脈衝發生器通過隔直電容器【C】施加脈衝信號，利用示波器觀察【trr】，為了測量準確，最好使用200MHz帶寬的數字存儲示波器進行觀察與分析。

2、常規檢測

業餘條件下，利用模擬萬用表的電阻擋或數字萬用表的二極管擋，能夠檢查它們的單向導電性，並測出正向導通壓降。用兆歐表，還能測量反向擊穿電壓。

需要注意，單管也有3個引腳的，中間為空腳，出廠時一般剪掉，但也有保留的。如果對管中有一隻管子損壞，仍可作單管使用。

快恢復二極管和超快恢復二極管的選取原則及產品型號

1、選取原則

a、作為阻塞二極管

初級保護電路中與鉗位二極管(TVS)配套使用的阻塞二極管，必須選用超快恢復二極管。它們的反向恢復時間trr≤75ns，多數管子在20~50ns之間。

典型產品有美國通用儀器公司(General Instrument / GI)生產的UF4000、UF5400兩大系列，荷蘭飛利浦公司(Philips)生產的BYV26系列、BYV27系列和BYW29系列，美國摩托羅拉公司(Motorola)生產的MURl00系列。選取阻塞二極管的原則可參考下表：

b、作為輸出整流管

超快恢復二極管適合作為開關電源中的高壓、大電流整流管。

選擇時，最高反向工作電壓要為實際反向電壓的2倍，額定整流電流要為實際最大連續輸出電流的3倍。

這樣才能保證器件在較長時間工作時，不易損壞。

c、作為反饋電路中的整流管

反饋電路中的整流管通常選硅高頻開關整流管1N4148，但也可選用UF4003、MURl20、BAV21等超快恢復二極管。

2、常用器件參數表

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