快恢复二极管FRD器件的应用领域

随着电力电子技术正向着轻型化、微型化、智能化、节能化发展，各种控制电路和不间断电源、开关电源的应用不断扩大。做为直接影响这些电路设计合理性和运行可靠性的高频高压快速软恢复二极管。其重要性得到了重新认识，同时其市场需求量也愈来愈大。

快恢复二极管即功率半导体器件是弱电控制与强电运行之间、信息技术与先进制造之间的桥梁，是国民经济的重要基础。随着世界各国对节能减排的需求越来越迫切，功率半导体器件己从传统的工业控制和4C(通信、计算机、消费电子和汽车)领城迈向新能源、轨道交通、智能电网、变频家电等诸多产业。

在各种功率半导体器件中，功率二极管是一种相对最简单的器件，但它却是电力电子电路中应用最广泛的的元器件，在电路中起着举足轻重的作用。它的性能直接影响了电路设计的合理性和电路运行的可靠性。

然而电力电子技术向着轻型化、微型化、智能化、节能化发展，各种控制电路(如变频电路、斩波电路)的应用不断扩大，这些电力电子电路中的主回路不论是采用换流关断的晶闸管，还是采用有自关断能力的新型电力电子器件，如GTO，功率VDM0S，IGBT等，都需要一个与之并联的快恢复二极管，以通过负载中的无功电流，减小电容的充电时间，同时抑制因负载电流瞬时反向而感应的高电压。这是由于在反向偏置时IGBT，功率VDMOS等器件承受反向电压的能力很低，结构中的反向二极管处于导通状态。

在不间断电源、开关电源中，为了取得最少谐波的平滑波形，变换器件开关频率就必须尽可能的提高。但是每次开关都会产生损耗，导致器件温度升高。冷却能力通常限制了变换器件的性能。具有良好设计的二极管在减小变换器的损耗上发挥很大作用，二极管开关特性越好，器件开通损耗就越小。

由于IGBT，功率VDMOS等电力电子器件的频率和性能不断提高，为了与其关断过程相匹配，该二极管必须具有快速开通和高速关断能力，即具有短的反向恢复时间trr，较小的反向恢复电流IRRM和软恢复特性。

在高压、大电流的电路中，传统的PIN二极管具有较好的反向耐压性能，且正向偏置时它可以在很低的电压下就会导通较大的电流，呈现低阻状态。然而，正向大注入的少数载流子的存在使得少子寿命较长，二极管的开关速度相应较低，为提高其开关速度，可采用掺杂重金属杂质和通过电子辐照的办法减小少子寿命，但这里会不同程度的造成二极管的硬恢复特性，在电路中引起较高的感应电压，对整个电路的正常工作产生重要影响。因而，开发高频高压快速软恢复大功率二极管已成为一个非常重要和迫切的任务，具有重要的现实意义。

审核编辑：汤梓红