快恢復(fù)管
快恢復(fù)二極管(簡稱FRD)是一種具有開關(guān)特性好、反向恢復(fù)時(shí)間短特點(diǎn)的半導(dǎo)體二極管,主要應(yīng)用于開關(guān)電源、PWM脈寬調(diào)制器、變頻器等電子電路中,作為高頻整流二極管、續(xù)流二極管或阻尼二極管使用。
快恢復(fù)二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與普通PN結(jié)二極管不同,它屬于PIN結(jié)型二極管,即在P型硅材料與N型硅材料中間增加了基區(qū)I,構(gòu)成PIN硅片。因基區(qū)很薄,反向恢復(fù)電荷很小,所以快恢復(fù)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間較短,正向壓降較低,反向擊穿電壓(耐壓值)較高。
快恢復(fù)二極管通常,5~20A的快恢復(fù)二極管管采用TO–220FP塑料封裝,20A以上的大功率快恢復(fù)二極管采用頂部帶金屬散熱片的TO–3P塑料封裝,5A以下的快恢復(fù)二極管則采用DO–41、DO–15或DO–27等規(guī)格塑料封裝。
采用TO–220或TO–3P封裝的大功率快恢復(fù)二極管,有單管和雙管之分。雙管的管腳引出方式又分為共陽和共陰。
1.性能特點(diǎn)
1)反向恢復(fù)時(shí)間反向恢復(fù)時(shí)間tr的定義
是電流通過零點(diǎn)由正向轉(zhuǎn)換到規(guī)定低值的時(shí)間間隔。它是衡量高頻續(xù)流及整流器件性能的重要技術(shù)指標(biāo)。反向恢復(fù)電流的波形如圖1所示。IF為正向電流,IRM為最大反向恢復(fù)電流。Irr為反向恢復(fù)電流,通常規(guī)定Irr=0.1IRM。當(dāng)t≤t0時(shí),正向電流I=IF。當(dāng)t>t0時(shí),由于整流器件上的正向電壓突然變成反向電壓,因此正向電流迅速降低,在t=t1時(shí)刻,I=0。然后整流器件上流過反向電流IR,并且IR逐漸增大;在t=t2時(shí)刻達(dá)到最大反向恢復(fù)電流IRM值。此后受正向電壓的作用,反向電流逐漸減小,并在t=t3時(shí)刻達(dá)到規(guī)定值Irr。從t2到t3的反向恢復(fù)過程與電容器放電過程有相似之處。
快恢復(fù)二極管:有0.8-1.1V的正向?qū)▔航担?5-85nS的反向恢復(fù)時(shí)間,在導(dǎo)通和截止之間迅速轉(zhuǎn)換,提高了器件的使用頻率并改善了波形。快恢復(fù)二極管在制造工藝上采用摻金,單純的擴(kuò)散等工藝,可獲得較高的開關(guān)速度,同時(shí)也能得到較高的耐壓.目前快恢復(fù)二極管主要應(yīng)用在逆變電源中做整流元件。
2)快恢復(fù)、超快恢復(fù)二極管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
20A以下的快恢復(fù)及超快恢復(fù)二極管大多采用TO-220封裝形式。從內(nèi)部結(jié)構(gòu)看,可分成單管、對管(亦稱雙管)兩種。對管內(nèi)部包含兩只快恢復(fù)二極管,根據(jù)兩只二極管接法的不同,又有共陰對管、共陽對管之分。圖2(a)是C20-04型快恢復(fù)二極管(單管)的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。(b)圖和(c)圖分別是C92-02型(共陰對管)、MUR1680A型(共陽對管)超快恢復(fù)二極管的外形與構(gòu)造。它們均采用TO-220塑料封裝,
幾十安的快恢復(fù)二極管一般采用TO-3P金屬殼封裝。更大容量(幾百安~幾千安)的管子則采用螺栓型或平板型封裝形式。
2.檢測方法
快恢復(fù)二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與普通二極管不同,它是在P型、N型硅材料中間增加了基區(qū)I,構(gòu)成P-I-N硅片。由于基區(qū)很薄,反向恢復(fù)電荷很小,不僅大大減小了trr值,還降低了瞬態(tài)正向壓降,使管子能承受很高的反向工作電壓。快恢復(fù)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間一般為幾百納秒,正向壓降約為0.6V,正向電流是幾安培至幾千安培,反向峰值電壓可達(dá)幾百到幾千伏。超快恢復(fù)二極管的反向恢復(fù)電荷進(jìn)一步減小,使其trr可低至幾十納秒。
1)測量反向恢復(fù)時(shí)間
測量電路如圖3。由直流電流源供規(guī)定的IF,脈沖發(fā)生器經(jīng)過隔直電容器C加脈沖信號,利用電子示波器觀察到的trr值,即是從I=0的時(shí)刻到IR=Irr時(shí)刻所經(jīng)歷的時(shí)間。設(shè)器件內(nèi)部的反向恢電荷為Qrr,有關(guān)系式:
trr≈2Qrr/IRM
由式(5.3.1)可知,當(dāng)IRM為一定時(shí),反向恢復(fù)電荷愈小,反向恢復(fù)時(shí)間就愈短。
2)常規(guī)檢測方法
在業(yè)余條件下,利用萬用表能檢測快恢復(fù)、超快恢復(fù)二極管的單向?qū)щ娦裕约皟?nèi)部有無開路、短路故障,并能測出正向?qū)▔航怠H襞湟哉讱W表,還能測量反向擊穿電壓。實(shí)例:測量一只C90-02超快恢復(fù)二極管,其主要參數(shù)為:trr=35ns,Id=5A,IFSM=50A,VRM=700V。外型同圖(a)。將500型萬用表撥至R×1檔,讀出正向電阻為6.4Ω,n′=19.5格;反向電阻則為無窮大。進(jìn)一步求得VF=0.03V/格×19.5=0.585V。證明管子是好的。
常見快恢復(fù)二極管參數(shù)表
型號 | 品牌 | 額定電流 | 額定電壓 | 反向恢復(fù)時(shí)間 | 封裝極性 |
IN5817 | GJ | 1A | 20V | 10ns | |
IN5819 | GJ | 1A | 40V | 10ns | |
IN5819 | MOT | 1A | 40V | 10ns | |
IN5822 | MOT | 1A | 40V | 10ns | |
21D-06 | FUI | 3A | 60V | 10ns | |
SBR360 | GI | 3A | 60V | 10ns | |
C81-004 | FUI | 3A | 40V | 10ns | |
8TQ080 | IR | 8A | 80V | 10ns | 單管 |
MBR1045 | MOT | 10A | 45V | 10ns | 單管 |
MBR1545CT | MOT | 15A | 45V | 10ns | 雙管 |
MBR1654 | MOT | 20A | 45V | 10ns | 雙管 |
16CTQ100 | IR | 16A | 100V | 10ns | 雙管 |
MBR2035CT | MOT | 20A | 35V | 10ns | 雙管 |
MBR2045CT | MOT | 20A | 45V | 10ns | 雙管 |
MBR20100CT | IR | 20A | 100V | 10ns | 雙管 |
025CTQ045 | IR | 25A | 45V | 10ns | 雙管 |
30CTQ045 | IR | 30A | 45V | 10ns | 雙管 |
C85-009* | FUI | 20A | 90V | 10ns | 雙管 |
D83-004* | FUI | 30A | 40V | 10ns | 雙管 |
D83-009* | FUI | 30A | 90V | 10ns | 雙管 |
MBR4060* | IR | 40A | 60V | 10ns | 雙管 |
MBR30045 | MOT | 300A | 45V | 10ns | |
MUR120 | MOT | 1A | 200V | 35ns | |
MUR160 | MOT | 1A | 600V | 35ns | |
MUR180 | MOT | 1A | 800V | 35ns | |
MUR460 | MOT | 4A | 600V | 35ns | |
BYV95 | PHI | 1.5A | 1000V | 250ns | |
BYV27-50 | PHI | 2A | 55V | 25ns | |
BYV927-100 | PHI | 2A | 100V | 25ns | |
BYW76-300 | PHI | 2A | 300V | 25ns | |
BYW76 | PHI | 3A | 1000V | 200ns | |
BYT56G | PHI | 3A | 600V | 100ns | |
BYT56M | PHI | 3A | 1000V | 100ns | |
BYV26C | PHI | 1A | 600V | 30ns | |
BYV26E | PHI | 1A | 1000V | 30ns | |
FR607 | GI | 6A | 1000V | 200ns | |
MUR8100 | MOT | 8A | 1000V | 35ns | 單管 |
HFA15TB60 | IR | 15A | 600V | 35ns | 單管 |
HFA25TB60 | IR | 25A | 600V | 35ns | 單管 |
MUR30100 | HAR | 30A | 1000V | 35ns | 單管 |
MUR30120 | HAR | 30A | 1200V | 35ns | 單管 |
MUR1620 | PHI | 16A | 200V | 35ns | 雙管 |
MUR1620CT | MOT | 16A | 200V | 35ns | 雙管 |
MUR1620P | MOT | 16A | 200V | 35ns | 雙管 |
MUR1660CT | MOT | 16A | 600V | 35ns | 雙管 |
HFA16TA600 | IR | 16A | 600v | 35ns | 雙管 |
MUR3030 | GI | 30A | 300v | 35ns | 雙管 |
MUR3040 | MOT | 30A | 400v | 35ns | 雙管 |
MUR3060 | MOT | 30A | 600v | 35ns | 雙管 |
HFA30TA600 | IR | 30A | 600v | 35ns | 雙管 |
MUR20040 | MOT | 200A | 400v | 35ns | 雙管 |
B92M-02 | FUI | 20A | 200v | 35ns | 雙管 |
C92-02 | FUI | 20A | 200v | 35ns | 雙管 |
D92M-02 | FUI | 30A | 200v | 35ns | 雙管 |
D92M-03 | FUI | 30A | 300v | 35ns | 雙管 |
DSE130-06 | DSET | 30A | 600v | 35ns | 雙管 |
DSE160-06 | DSET | 60A | 600v | 35ns | 雙管 |
MBR2060CT | MOT | 20A | 60V | 10na | 雙管 |
注意事項(xiàng):
1)有些單管,共三個(gè)引腳,中間的為空腳,一般在出廠時(shí)剪掉,但也有不剪的。
2)若對管中有一只管子損壞,則可作為單管使用。
3)測正向?qū)▔航禃r(shí),必須使用R×1檔。若用R×1k檔,因測試電流太小,遠(yuǎn)低于管子的正常工作電流,故測出的VF值將明顯偏低。在上面例子中,如果選擇R×1k檔測量,正向電阻就等于2.2kΩ,此時(shí)n′=9格。由此計(jì)算出的VF值僅0.27V,遠(yuǎn)低于正常值(0.6V)。
產(chǎn)品應(yīng)用與介紹
快恢復(fù)二極管采用TO-22O封裝(可按需求定制不同封裝),反向恢復(fù)時(shí)間12ns~16ns,具有良好的高溫特性,屬于新一代的低功耗、高效率的環(huán)保產(chǎn)品。快恢復(fù)二極管主要應(yīng)用有源功率校正電路、開關(guān)電源、PFC等領(lǐng)域做續(xù)流二極管、整流二極管使用。
快恢復(fù)二極管型號
Part Number | IF(A) | VRM(V) | VF@IF(V) | TRR(note1)(nS) | Package |
04TB60 | 4 | 600 | 1.3 | 35 | TO-220.252 |
05TB40 | 5 | 400 | 1.3 | 50 | TO-252 |
05TB60 | 5 | 600 | 1.3 | 35 | TO-220.252 |
06TB60D | 6 | 600 | 1.65 | 25 | TO-252 |
08TB60B | 8 | 600 | 2.2 | 30 | TO-220.252.263 |
08TB70D | 8 | 700 | 1.7 | 25 | TO-220.252.263 |
10TB60 | 10 | 600 | 1.4 | 30 | TO-220 |
15TB60 | 15 | 600 | 1.3 | 30 | TO-220 |
18TB40 | 18 | 400 | 1.1 | 30 | TO-220 |
20TB40 | 20 | 400 | 1.6 | 20 | TO-220 |
30TB40D | 30 | 400 | 1.5 | 27 | TO-3P-2 |
30TB20 | 30 | 200 | 0.95 | 30 | TO-3P |
30TB60 | 30 | 600 | 1.5 | 30 | TO-247 |
40TB40 | 40 | 400 | 1 | 30 | TO-247 |
60TB20 | 60 | 200 | 1.1 | 22 | TO-39 |
60TB30 | 60 | 300 | 1.8 | 22 | TO-3P |
60TB60 | 60 | 600 | 1.3 | 40 | TO-247 |
60TB170 | 60 | 1700 | 2.7 | 150 | TO-247 |
75TB120 | 75 | 1200 | 2.1 | 150 | TO-247 |
100TB120 | 100 | 1200 | 2.5 | 150 | TO-247 |