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國內外快速軟恢復二極管廠家研制現狀

作者:海飛樂技術 時間:2017-01-04 17:39

     隨著電力電子技術的發展,各種變頻電路、斬波電路的應用不斷擴大,這些電力電子電路中的主回路不論是采用換流關斷的晶閘管,還是采用有自關新能力的新型電力電子器件,如GTO,MCT,IGBT等,都需要一個與之并聯的快速二極管,以通過負載中的無功電流,減小電容的充電時間,同時抑制因負載電流瞬時反向而感應的高電壓。由于這些電力電子器件的頻率和性能不斷提高,為了與其關斷過程相匹配,該二極管必須具有快速開通和高速關斷能力,即具有短的反向恢復時間認較小的反向恢復電流lRRM和軟恢復特性。
  在高壓、大電流的電路中,傳統的PIN二極管具有較好的反向耐壓性能,且正向對它可以在很低的電壓下就會導通較大的電流,呈現低阻狀態。然而,正向大注入的少數載流子的存在使得少子壽命較長,二極管的開關速度相應較低,為提高其開關速度,可采用摻雜重金屬雜質和通過電子輻照的辦法減小少子壽命,但這又會不同程度的造成二極管的硬恢復特性,在電路中引起較高的感應電壓,對整個電路的正常工作產生重要影響。因而,開發高頻高壓快速軟恢復大功率二極管已成為一個非常重要和追切的任務,具有重要的現實意義。
 
    快速軟恢復二極管的現狀
  目前,國內快速二極管的水平已達到3000A/4500V,5µs,但是各整流器生產單位在減小二極管的反向恢復時間的同時,一般并不注意提高其軟恢復性能,現在這些二極管一般采用電子輻照控制少子壽命,其軟度因子在0.35左右,特性很硬。國內快速軟恢復二極管的研制現狀如表1所示。

表  國內快速軟恢復二極管的研制現狀
   國際上快速二級管的水平已達到2500A/3000V,300ns,軟度因子較小。采用外延工藝制作的快恢復二極管的軟度因子較大(0.7),但它必須采用小方片中并聯的方式使用,以達到大電流、高電壓的目的。這樣做不僅增加了工藝的復雜性,而且使產品的可靠性變差。我國的外延工藝水平較低,尚停留在研究階段,成品率較低,相對成本較高而采用電力半導體常規工藝制作的快恢復二極管的軟度因子較小。國外快速軟恢復二極管的研制現狀如表2所示。
表2 國外快速軟恢復二極管的研制現狀



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