快恢复二极管过热失效的原理是什么

过热失效是指快恢复二极管工作时造成的功率消耗增加，超过了器件所允许的最高结温 Tjm，造成器件的热击穿。过热破坏与装置的工作温度有关，一般采用本征温度 Tint来预测器件在温度上升时的破坏机制。当温度升高时，载流子浓度 ni (T)等于衬底掺杂浓度 ND的温度。随着温度的升高，载体浓度呈指数级增加。Tint与掺杂浓度有关，而普通的高压设备 Tint要远低于低压装置。因为材料、工艺等因素的影响，器件 Tjm一般比 Tint小得多。

因为实际器件并不在热平衡状态下工作，因此也需要考虑器件工作方式与温度的关系。例如，在逆变器中，通过电流传导所产生的功率消耗，截止状态是由漏电电流引起的，而在逆向恢复过程中由高反向电压所产生的功耗，都会使器件的工作温度升高，并在温度和电流之间引起正向反馈，最终发生热击穿。因此，热击穿发生的条件是，热产生的功率密度大于由器件封装系统确定的耗散功率密度。为防止设备的热失效，一般将其工作温度控制在 Tjm以下。

如果器件开始局部熔化那就表明快恢复二极管发生过热失效了。若局部温度过高，发生在点状区域内，还会引起管芯出现裂纹。当快速恢复二极管工作频率较高时，在断态与通态间高频转换将产生大量的功率消耗，器件的过热失效形态可能有所不同。但随著温度的升高，最先开始丧失阻断能力，几乎所有平面端子将在边缘被击穿。所以，损伤点通常位于设备的边缘，或者至少在其边缘上。

审核编辑：汤梓红