電力二極管的結構特點

電力二極管（PowerDiode，PD）是指可以承受高電壓、大電流，具有較大耗散功率的二極管，它與其他電力電子器件相配合，作為整流、續流、電壓隔離、鉗位或保護元件，在各種變流電路中發揮著重要作用。

電力二極管與小功率電力二極管的結構、工作原理和伏安特性相似，但它的主要參數的規定、選擇原則等不盡相同，使用時應當引起注意。

電力二極管的內部結構也是一個PN結，其面積較大，最新研制出的特殊二極管如快速恢復二極管，在制作工藝上有新的突破，使開關時間大為減少。

電力二極管引出兩個極，分別稱為陽極A和陰極K，使用的符號也與中、小功率電力二極管一樣，如圖1所示。由于電力二極管的功耗較大，它的外形有螺旋式和平板式兩種。螺旋式二極管的陽極緊拴在散熱器上。平板式二極管又分為風冷式和水冷式，它的陽極和陰極分別由兩個彼此絕緣的散熱器緊緊夾住。

 

 

電力二極管的基本特性

1、靜態特性

（1）主要是指其伏安特性

（2）正向電壓大到一定值（門檻電壓Uto），正向電流才開始明顯增加，處于穩定導通狀態。與If對應的電力二極管兩端的電壓即為其正向電壓降Uf。

（3）承受反向電壓時，只有少子引起的微小而數值恒定的反向漏電流。

2、動態特性

因為結電容的存在，電壓—電流特性是隨時間變化的，這就是電力二極管的動態特性，并且往往專指反映通態和斷態之間轉換過程的開關特性。

由正向偏置轉換為反向偏置

（1）電力二極管并不能立即關斷，而是須經過一段短暫的時間才能重新獲得反向阻斷能力，進入截止狀態。

（2）在關斷之前有較大的反向電流出現，并伴隨有明顯的反向電壓過沖。

延遲時間：td=t1-t0

電流下降時間：tf=t2-t1

反向恢復時間：trr=td+tf

恢復特性的軟度：tf/td，或稱恢復系數，用Sr表示。a）正向偏置轉換為反向偏置b）零偏置轉換為正向偏置

由零偏置轉換為正向偏置

先出現一個過沖Ufp，經過一段時間才趨于接近穩態壓降的某個值（如2V）。

正向恢復時間Tfr

出現電壓過沖的原因：電導調制效應起作用所需的大量少子需要一定的時間來儲存，在達到穩態導通之前管壓降較大；正向電流的上升會因器件自身的電感而產生較大壓降。電流上升率越大，Ufp越高。