二極管的特性課件

1、gulf semiconductor ltd.二極管的特性1 序論序論 二極管特性曲線二極管特性曲線 二極管在常用電源電路中二極管在常用電源電路中vd/id 反向特性反向特性 動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性 順向恢復(fù)電壓與時(shí)間順向恢復(fù)電壓與時(shí)間 反向恢復(fù)特性反向恢復(fù)特性 反向浪涌反向浪涌 熱阻熱阻 靜電沖擊靜電沖擊 目錄目錄gulf semiconductor ltd.二極管的特性2 對(duì)二極管應(yīng)用特性的要求對(duì)二極管應(yīng)用特性的要求 較高的耐壓能力 較大的電流承載能力 較高的di/dt承受能力 較高的dv/dt承受能力 較快的截止時(shí)間 較高之工作頻率 較低之電容性 較小的包裝及較高的散熱能力gulf semic

2、onductor ltd.二極管的特性3二極管基本特性曲線二極管基本特性曲線gulf semiconductor ltd.二極管的特性4 產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用均為動(dòng)態(tài)，在不同的環(huán)境條件下使用。曲線圖中標(biāo)注的溫度：200， 100 ，25 ，75 二極管在不同溫度環(huán)境下的變化二極管在不同溫度環(huán)境下的變化gulf semiconductor ltd.二極管的特性5二極管在常用電源電路中二極管在常用電源電路中vd/idvd/id計(jì)算計(jì)算gulf semiconductor ltd.二極管的特性6二極管在常用電源電路中二極管在常用電源電路中vd/idvd/id計(jì)算計(jì)算gulf semiconductor l

3、td.二極管的特性7二極管在常用電源電路中二極管在常用電源電路中vd/idvd/id計(jì)算計(jì)算gulf semiconductor ltd.二極管的特性8二極管在常用電源電路中二極管在常用電源電路中vd/idvd/id計(jì)算計(jì)算gulf semiconductor ltd.二極管的特性9二極管在常用電源電路中二極管在常用電源電路中vd/idvd/id計(jì)算計(jì)算gulf semiconductor ltd.二極管的特性10vf波形比較正向特性正向特性 if/vf/vfgulf semiconductor ltd.二極管的特性11正向特性正向特性if/vf/if/vf/vfvf影響因素： 晶粒面積大的，

4、if大，vf小 電壓高的材料， if小，vf大 trr小的材料， vf大 器件內(nèi)部不同的結(jié)構(gòu)， vf值不一樣 器件內(nèi)部焊接不良， vf大gulf semiconductor ltd.二極管的特性12正向特性正向特性if/vf/if/vf/vfvf應(yīng)用： 根據(jù)線路設(shè)計(jì)要求，選定if/vf符合要求的產(chǎn)品 特別注意實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，不同溫度條件下if/vf的變化的影響 vf與frr是一對(duì)相互矛盾參數(shù)，要特別了解線路的注重點(diǎn)是vf，還是trr 案例：gulf rgp10d使用在比亞迪汽車上，需要考慮在零下40度的工作環(huán)境下，電性能vf的變化,調(diào)整線路的配置。gulf semiconductor ltd.二

5、極管的特性13反向特性反向特性ir/vbr/dvr1/dvr2ir/vbr/dvr1/dvr2 ir vbr dv1 sharpness/round dv2 stability (ride-in,ride out )gulf semiconductor ltd.二極管的特性14反向電壓、電流標(biāo)識(shí)解釋反向特性反向特性ir/vbr/dvr1/dvr2gulf semiconductor ltd.二極管的特性15 影響因素1，pn結(jié)內(nèi)部某些晶格缺陷、雜質(zhì)2，表面缺陷，表面沾污3，表面鈍化保護(hù)不良4，trr越小的產(chǎn)品，ir越大反向特性反向特性ir/vbr/dvr1/dvr2ir/vbr/dvr1/dv

6、r2gulf semiconductor ltd.二極管的特性16 應(yīng)用1，線路中產(chǎn)生過余的功耗，熱量2，熱量造成更多的不穩(wěn)定，ir上升器件本身失效，或線路工作不正常反向特性反向特性ir/vbr/dvr1/dvr2ir/vbr/dvr1/dvr2gulf semiconductor ltd.二極管的特性17動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性vfrm/tfr/irm/vrm/ts/tf/trr/qrrvfrm/tfr/irm/vrm/ts/tf/trr/qrr動(dòng)態(tài)特性曲線gulf semiconductor ltd.二極管的特性18附上圖符號(hào)說明：附上圖符號(hào)說明：動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性vfrm/tfr/irm/vrm/

7、ts/tf/trr/qrrgulf semiconductor ltd.二極管的特性19順向恢復(fù)電壓與時(shí)間順向恢復(fù)電壓與時(shí)間vfrm/tfrvfrm/tfrgulf semiconductor ltd.二極管的特性20順向恢復(fù)電壓與時(shí)間順向恢復(fù)電壓與時(shí)間 vfrm/tfrvfrm/tfr影響因素： vfrm (1) 越高壓的二極管的vfrm越高 (2) 當(dāng)溫度越高時(shí)，其vfrm越高 (3) 當(dāng)電流密度增加時(shí)，其vfrm也會(huì)增高 tfr: (1) 當(dāng)溫度越高時(shí)，其tfr也會(huì)增加，時(shí)間變慢 (2) 當(dāng)電流密度增加時(shí)，其tfr也會(huì)增高 (3)當(dāng)電流斜率增快時(shí)，其tfr會(huì)減少gulf semicond

8、uctor ltd.二極管的特性21順向恢復(fù)電壓與時(shí)間順向恢復(fù)電壓與時(shí)間 vfrm/tfrvfrm/tfr 1，高頻開關(guān)電源開關(guān)整流中，影響功耗,產(chǎn)生熱量； 2， 在電源輸出整流中，影響輸出功率； 3，部分特殊應(yīng)用要求vfrm,tfr值上升； 4，替代sky產(chǎn)品時(shí)vfrm,tfr下降案例1： astec, boost diode 應(yīng)用波形實(shí)例計(jì)算。案例2： astec, 選用fr202替代sky產(chǎn)品時(shí)，要求vfr特小。應(yīng)用gulf semiconductor ltd.二極管的特性22電壓上升斜率電壓上升斜率 dv / dt dv / dt dv/dt:電壓上升斜率 dv/dt=0.632vd/

9、t1 or o.8vd/ (t90-t10)gulf semiconductor ltd.二極管的特性23電壓上升斜率電壓上升斜率 dv / dv / dt dt n案例：二極管在測(cè)試、使用中，可能發(fā)生產(chǎn)品vr衰減，此項(xiàng)與產(chǎn)品的能力,dv/dt沖擊速率有關(guān)。gulf semiconductor ltd.二極管的特性24反向恢復(fù)時(shí)間反向恢復(fù)時(shí)間trrtrrgulf semiconductor ltd.二極管的特性25反向恢復(fù)時(shí)間反向恢復(fù)時(shí)間trrtrr 1，鉑原子擴(kuò)散濃度，擴(kuò)散時(shí)間，擴(kuò)散深度 2，晶粒面積大的，trr較大 3，晶粒表面（硼面）濃度上升，trr較小 4，溫度大幅上升時(shí)，trr會(huì)大幅

10、上升。影響因素gulf semiconductor ltd.二極管的特性26反向恢復(fù)時(shí)間反向恢復(fù)時(shí)間trrtrr vrm過高會(huì)導(dǎo)致過大的反向過電壓 , 使表面鈍化衰降。 qrr過大會(huì)導(dǎo)致tj升高，ir過大，或因熱阻過高而燒毀。 irm/trr 過大時(shí)會(huì)造成較大的功率損失，也可能使周邊的元件損壞。trr的重要性gulf semiconductor ltd.二極管的特性27反向恢復(fù)時(shí)間反向恢復(fù)時(shí)間trrtrr 1，高頻應(yīng)用中，對(duì)器件及線路影響較大 2，器件與線路不匹配時(shí)，產(chǎn)生熱量，trr進(jìn)一步上升，可造成過熱燒毀。 3，串聯(lián)使用時(shí)trr不一致時(shí)，trr大的容易發(fā)熱異常。 4，高溫環(huán)境下，trr將急

11、速上升，應(yīng)特別關(guān)注。 5，某些特殊應(yīng)用要求trr值大。 案例：philips rdb1o5s在更換機(jī)型時(shí)，熱量集聚，溫度上升，trr上升，產(chǎn)品出現(xiàn)異常。更換rgp15j后，正常。應(yīng)用gulf semiconductor ltd.二極管的特性28反向恢復(fù)時(shí)間反向恢復(fù)時(shí)間trrtrr軟恢復(fù)特性描述gulf semiconductor ltd.二極管的特性29反向恢復(fù)時(shí)間反向恢復(fù)時(shí)間trrtrr恢復(fù)特性曲線gulf semiconductor ltd.二極管的特性30反向恢復(fù)時(shí)間反向恢復(fù)時(shí)間trrtrr軟恢復(fù)特性案例：某電機(jī)公司：在選用sanken sars02 替代品時(shí)要求trr軟恢復(fù)特性，在使用

12、gulf特選產(chǎn)品時(shí)，客戶滿意。gulf semiconductor ltd.二極管的特性31反向恢復(fù)時(shí)間反向恢復(fù)時(shí)間trrtrrrg-1標(biāo)準(zhǔn)gulf semiconductor ltd.二極管的特性32反向恢復(fù)時(shí)間反向恢復(fù)時(shí)間trrtrrdi/dt標(biāo)準(zhǔn)gulf semiconductor ltd.二極管的特性33正向浪涌正向浪涌ifsmifsm ifsm 不可恢復(fù)的最大正向電流不可恢復(fù)的最大正向電流 ifsm( tj-max)不可恢復(fù)的最大正向電流不可恢復(fù)的最大正向電流(結(jié)溫條件）結(jié)溫條件） i2t電流熔斷值電流熔斷值 ( ifsm/ 2 )2*0.01(a2s) gulf semicondu

13、ctor ltd.二極管的特性34正向浪涌正向浪涌ifsmifsmgulf semiconductor ltd.二極管的特性35正向浪涌正向浪涌ifsmifsm 1，晶粒面積越大，器件ifsm越大 2，晶片的電阻系數(shù)越高時(shí)，器件的ifsm越小 3，器件vr值越大時(shí)，它的ifsm越小 4，irsm能力上升時(shí)，則ifsm能力下降 5，trr越小，vf越大，ifsm越小影響因素gulf semiconductor ltd.二極管的特性36正向浪涌正向浪涌ifsmifsm 1，交流整流，直流開關(guān)整流滿足最大浪涌沖擊要求 2，根據(jù)i2t 合理配置保險(xiǎn)裝置保護(hù)其它器件及線路裝置 案例： 在分析客戶端產(chǎn)品失

14、效原因時(shí)，產(chǎn)品晶粒的表面燒痕，是判定正向浪涌沖擊或短路電流的造成失效的主要依據(jù)。據(jù)此，判定是客戶端異常，還是產(chǎn)品的ifsm能力不足。應(yīng)用gulf semiconductor ltd.二極管的特性37雪崩能量雪崩能量/ /反向浪涌反向浪涌 ersm/vrsmersm/vrsmschottky surge gulf semiconductor ltd.二極管的特性38雪崩能量雪崩能量/ /反向浪涌反向浪涌 ersm/vrsmersm/vrsmcontrolled erem testgulf semiconductor ltd.二極管的特性39 影響因素： 1，晶粒面積大的，ersm 較大 2，晶粒

15、電阻系數(shù)小(vr低的）， ersm 較大 3，gpp表面鈍化保護(hù)致密度高的， ersm 較大 4, trr小的，vf小的， ersm 較小雪崩能量雪崩能量/反向浪涌反向浪涌 ersm/vrsmgulf semiconductor ltd.二極管的特性40雪崩能量雪崩能量/ /反向浪涌反向浪涌 ersm/vrsm ersm/vrsm 應(yīng)用： 1，不能達(dá)到正常浪涌沖擊的產(chǎn)品,是有缺陷的產(chǎn)品， 2，反向浪涌沖擊較大的線路，阻尼/續(xù)流.(按線路要求） 3，線路裝置要求高可靠性時(shí) 4，需抵抗輸入異常電波沖擊時(shí) 5，線路工作在高溫環(huán)境中時(shí) 案例：ge gs2m替代ss1m在更換機(jī)型時(shí)，在作高壓3000v可

16、靠性測(cè)試時(shí)，超大浪涌沖擊，產(chǎn)品異常。產(chǎn)品能力與結(jié)構(gòu)有關(guān)。 案例：光達(dá)電子 sky 1n5822 產(chǎn)品由于線路的設(shè)置，對(duì)該產(chǎn)品有很大的沖擊，gulf在提高內(nèi)部浪涌測(cè)試條件后，滿足了客戶的要求。gulf semiconductor ltd.二極管的特性41結(jié)電容結(jié)電容cjcjgulf semiconductor ltd.二極管的特性42結(jié)電容結(jié)電容cjcj 一般在整流、開關(guān)電源中不予考慮的參數(shù)（僅特殊應(yīng)用時(shí)需要）gulf semiconductor ltd.二極管的特性43熱阻熱阻rthj-arthj-a、j-cj-c、j-lj-lgulf semiconductor ltd.二極管的特性44熱阻

17、熱阻rthj-arthj-a、j-cj-c、j-j-l l 影響因素： 1，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品的 材料性質(zhì) 2，同功率器件，外連接接觸面積越大，熱阻越小。 3，不同的環(huán)境條件，熱阻值有不同的變化gulf semiconductor ltd.二極管的特性45熱阻熱阻rthj-arthj-a、j-cj-c、j-lj-l應(yīng)用： 1,輸出整流，大功率整流pn結(jié)結(jié)溫計(jì)算 2，按pn結(jié)結(jié)溫要求，電流衰降曲線的設(shè)計(jì)應(yīng)用。附：曲線圖 案例1： 補(bǔ)充不同器件實(shí)測(cè)熱阻值 案例2： astec, boost diode 熱阻計(jì)算 案例3： philips,rgp10j產(chǎn)品在應(yīng)用中發(fā)熱，gulf在更改產(chǎn)品的晶粒規(guī)格后，

18、解決了客戶端產(chǎn)品發(fā)熱的問題gulf semiconductor ltd.二極管的特性46熱阻熱阻rthj-arthj-a、j-cj-c、j-lj-lgulf semiconductor ltd.二極管的特性47熱阻熱阻rthj-arthj-a、j-cj-c、j-lj-l功率曲線衰降圖 n舉例：ge ss1m在4燈機(jī)型應(yīng)用時(shí)，產(chǎn)品的高溫電流值實(shí)際超出電流曲線規(guī)定值，當(dāng)應(yīng)用環(huán)境偏差時(shí)，異常的可能增加。gulf semiconductor ltd.二極管的特性48靜電沖擊靜電沖擊esdesdgulf semiconductor ltd.二極管的特性49靜電沖擊靜電沖擊esdesd影響因素： 1，晶粒電阻系數(shù)小，esd能力稍強(qiáng) 2，pn結(jié)結(jié)面平整，esd能力較強(qiáng) 3，b面擴(kuò)散深度相對(duì)較深的，esd能力較強(qiáng)gulf semiconduc