不同寄生电感对二极管反向恢复特性的影响

作者：海飞乐技术时间：2019-01-17 10:42

1. 无寄生电感反向恢复特性
本文所设计二极管在无寄生电感时，反向恢复峰值电流IRRM为32.23A，反向恢复电荷QRR为3.06uC，反向恢复损耗EOFF为1.434mJ。其无寄生电感时的反向恢复电流电压波形如图1所示。

图1 本文快恢复二极管反向恢复电流电压波形

PIN二极管和传统的CIC二极管在相同的BV和VF情况下，其IRRM远高于本文所设计的二极管，如图2所示。

图2 三种快恢复二极管反向恢复电流波形

无寄生电感的情况下，三者的反向恢复参数如表1所示。

表1 无寄生电感时，三种快恢复二极管反向恢复参数对比

由表1可知，本文所设计的二极管，反向恢复峰值电流IRRM比另外两者低约60%，QRR比另外两者低约32.2%，软度因子S明显高于另外两者。同时，由于软度因子较大，拖尾电流较大，而导致其反向恢复损耗EOFF比另外两者最多高约14.8%。三者的反向恢复损耗如图3所示。

图3 无寄生电感时，三种快恢复二极管反向恢复损耗

2. 低寄生电感反向恢复特性
在低寄生电感（30nH）的情况下，三者的反向恢复参数如表2所示。

表2 在30nH寄生电感式，三种快恢复二极管反向恢复参数对比

三者的反向恢复电流波形如图4所示。由图可知，本文所设计快恢复二极管结构在有寄生电感的情况下，仍然保持了极低的IRRM，这使得表2中的各项反向恢复数据均明显优于传统的PIN或CIC二极管。

图4 寄生电感30nH时，三种快恢复二极管反向恢复电流波形

三者的反向恢复损耗如图5所示。

图5 30nH寄生电感时，三种快恢复二极管反向恢复损耗

3. 高寄生电感反向恢复特性
在较高寄生电感（80nH）的情况下，传统的PIN和CIC二极管均产生震荡，如图6所示，而本文所设计二极管则仍然保持良好的软恢复特性。

图6 80nH寄生电感时，三种快恢复二极管反向恢复电压波形。
(a)传统PIN快恢复二极管；(b)传统CIC快恢复二极管；(c)本文所设计快恢复二极管

在更高的寄生电感(2000nH)的情况下，本文所设计二极管仍能保持良好的反向恢复特性，如图7所示，并未出现震荡或明显的阶跃电压。

图7 2000nH寄生电感时，本文快恢复二极管反向电流电压波形