功率二极管的特性

功率二极管的特性包括静态特性和动态特性两部分。

静态特性：静态特性指的是在稳态下，功率二极管的电流、电压和功率之间的关系。

正向特性：功率二极管正向特性曲线描述的是二极管在正向电压下的电流和电压之间的关系，通常为一条下凸曲线，斜率为正向动态电阻。

反向特性：功率二极管反向特性曲线描述的是二极管在反向电压下的电流和电压之间的关系，通常为一条上凸曲线，斜率为反向动态电阻。

截止特性：当二极管处于截止状态时，其电流为零，电压达到额定反向电压时，二极管可能出现击穿现象，此时二极管应该被正常使用。

动态特性：动态特性指的是在二极管开关过程中，其电流和电压随时间的变化关系。

开关特性：开关特性描述的是二极管在正向或反向偏置下，从导通到截止或从截止到导通的过程，通常用导通电阻和截止电容等参数来描述。

反向恢复特性：反向恢复时间是指当二极管在正向电流或电压下截止后，由于二极管内部的载流子需要重新组合，导致二极管在反向电流或电压下恢复到正常的导通状态所需的时间。

综上所述，功率二极管的特性包括静态特性和动态特性两部分，需要根据具体的电路需求来选择合适的功率二极管，并合理设计电路参数，以保证电路的性能和稳定性。

功率二极管的基本特性

图1（a）和图1（b）所示为功率二极管的电路符号和静态伏安特性。我们已经知道，当二极管处在正向电压作用下，管子两端正偏压很小（约1V左右）时便开始导通；若二极管两端加以反向电压时，在被击穿前仅有极小的可忽略不计的泄漏电流流过器件；正常工作时，加在二极管上的反向电压应小于击穿限定电压值。

根据二极管在阻断状态（反向电压下）时仅有极小的漏电流和在导通状态时管压降很低的特点，比较其工作过程中的电压和电流的变化，我们可以得到它的理想伏安特性，如图1（c）所示。该理想特性可用于换流器的基本结构和工作原理分析。但是在要求有二极管精确模型的电路分析或实际换流器的设计中（例如，当估算器件的散热条件时，必须知道管子的正向压降，尽管该参数值可能很小），常用另一种理想特性表示，如图2（a）所示，对应的等效电路如图2（b）。图2（b）中E代表二极管的正向导通偏压，电阻RD表示正向导通时的等效电阻。作为基础性原理介绍，在以后的电路分析中涉及二极管时，我们均采用理想特性图1（c）进行简化替代。

由于二极管的导通速度相对电力电路的暂态变化过程来说要快得多，因此可把二极管看成理想开关。但是在其关断过程中，由于半导体PN结需要进行反向充电，以便与阻断电压相平衡，二极管中的电流会反向流动，并持续一段时间后才衰减为0，这段时间称为反向恢复时间trr，如图3所示。这种现象可能导致含有电感的电路发生过电压，但在多数工频整流电路中，它对换流器的换相工作特性影响不大；因此，在二极管关断的瞬间仍然可以把它看成是理想开关。