电力电子电路基础第二章【电力电子器件】总结要点解析.pdf

电力二极管 结 垂直导电：电流方向与硅片表面垂直 构 有效面积增大，可以显著提高二极管的通流能力 掺 漂移区：P\N 之间增加一层低掺杂N 区 杂 接近本征半导体（无掺杂） P-i-N 结构 低掺杂N 区可以承受很高电压不被击穿 越厚，能承受的反向电压越高 电 因为掺杂浓度低而具有的高阻率对正向导通不利 导 调 正向电流小时，电阻主要为低掺杂N 区的欧姆电阻（常量、高） 制 管压降随电流升高而增大 效 应 正向电流较大，P 区注入并留在N 区的少子空穴浓度大，为维持半导体电中性，多子浓度增大，-电阻率 明显下降 使二极管在正向电流较大时压降仍小。 静 态 特 性 等 D：理想二极管 效 L：引线电感 电 Rp：等效并联电阻 路 Cj ：结电容 Rs：引线接触电阻 选择高频条件下工作的电力二极管时，应使其动态特性好，反向恢复时间 短，同时应注意使其正向压降小，反向漏电流小。 动 态 特 性 (恢复特性的软度)恢复系数：Sr=t /t f d 越大恢复特性越软（反向电压过冲 较小） 关断过程 外加电压正向-反向 正向电流下降 （速率由反向电压大小和电路中电感决 定） 管压降变化不大 （电导调制效应）直到If 降为0 t0 没有恢复反向阻断能力 （PN 结两侧储存有大量少子） 较大的反向电流 （少子在外加反向电压作用被抽取出电 力二极管） 空间电荷区附近少子即将被抽尽，管压降变为负极性， 需要经过一段短暂时间才能重新获得反向阻断 开始抽取离空间电荷区较远的少子 能力 不久(t1)反向电流从最大值开始下降，空间电荷区展宽， 关断之前有较大反向电流、明显电压过冲 开始恢复阻断能力 【因为正向导通时在PN 结两侧储存的大量少 反向电流迅速下降--外电路电感作用，产生反向电压过 子需要被清除掉以达到反向偏置稳态】 冲URP 电流变化率接近0(t2) 电力二极管反向电压降至外加电压 大小，完全恢复阻断能力 开通过程 正向电压出现过冲UFP ，经过一段时间趋于接近稳态压降 的某个值（如2V) 正向恢复时间tfr 过冲原因： 1.电导调制效应所需大量少子，需要一定的时间来储存， 在达到稳态导通之前管压降较大 2.正向电流的上升会因为器件自身的电感而产生较大压降 电流上升率越大，U 越高 FP 主 要 IF(AV) 正向平均 额定电流：在指定的管壳温度和散热条件下，其允许流过的最 参 电流 大工频正弦斑驳电流的平均值 数 IF(AV)按照电流的发热效应定义，两波形有效值相等的选取原 则，留有一倍裕量 平均值：有效值=1:1.57，可以流过的最大电流有效值1.57IF(AV)