关于表面贴装高压二极管工艺问题
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- 发布时间:2022-06-13
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【概要描述】目前国内的表面贴装高压二极管一般采用电子辐照来控制少数载流子寿命,其软性因子在0.35左右,特性非常硬。快速二极管国际水平已达到2500A/3000V,300ns,软度系数小。
关于表面贴装高压二极管工艺问题
【概要描述】目前国内的表面贴装高压二极管一般采用电子辐照来控制少数载流子寿命,其软性因子在0.35左右,特性非常硬。快速二极管国际水平已达到2500A/3000V,300ns,软度系数小。
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随着电力电子技术的发展,各种变频电路和斩波电路的应用不断扩大。这些电力电子电路中的主电路要么使用具有换向关断功能的晶闸管,要么使用具有自关断能力的新型电力电子设备。器件,如MCT、IGBT等,都需要一个表面贴装高压二极管与其并联,以通过负载中的无功电流,减少电容器的充电时间,同时压制瞬时反相感应的高压的负载电流。由于这些电力电子器件的频率和性能不断提高,为了匹配它们的关断过程,二极管需要具有快速开通和高速关断能力,即反向恢复时间短,反向小恢复电流IRRM和软恢复特性。
目前国内的表面贴装高压二极管一般采用电子辐照来控制少数载流子寿命,其软性因子在0.35左右,特性非常硬。快速二极管国际水平已达到2500A/3000V,300ns,软度系数小。外延工艺制作的快恢复二极管的软性系数比较大(0.7),但需要与小方片串并联使用,才能达到大电流、高电压的目的。这样做不仅增加了工艺的复杂性,而且降低了产品的可靠性。我国外延技术水平比较低,还处于研究阶段。产量低,相对成本较高。但是,采用传统功率半导体技术制作的快恢复二极管的软度系数较小。
恢复过程短的二极管,特别是反向恢复过程短的二极管,称为快恢复二极管(FastRecoveryDiode)。高频电力电子电路不仅要求快恢复表面贴装高压二极管具有良好的正向恢复特性,即正向瞬态压降小、恢复时间短;还要求良好的反向恢复特性,即反向恢复时间短、反向恢复电荷低和软恢复特性。
表面贴装高压二极管的开通也有一个过程。在开启的初始阶段,有一个很高的瞬态电压降。一定时间后,可处于稳定状态,管压降小。也就是说,二极管在开通初期表现出明显的“感应效应”,不能立即响应正向电流的变化。在正向恢复期间,被导通的二极管具有比稳态大得多的峰值电压 UFP。当正向电流上升率超过 50A/s 时,一些表面贴装高压二极管会出现很高的瞬态电压降。这个概念对于缓冲电路中的快速应用非常重要。
除了器件的内部机制外,表面贴装高压二极管在导通时表现出的电感效应还与引线长度和器件封装中使用的磁性材料等因素有关。电感效应对电流的变化率较为敏感,因此二极管导通时的电流上升率diF/dt越大,峰值电压UFP就越高,正向恢复时间越长。
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