一種新型超快速軟恢復外延二極管

3.1.軟恢復

所謂的軟恢復指的是在二極管反向恢復的過程中，電壓，電流的變化是平緩的，沒有出現(xiàn)任何振蕩或過沖現(xiàn)象。軟恢復的特征可以通過與常規(guī)的二極管恢復進行對比來更好理解。

圖3 DQ二極管的軟恢復特性

具有軟恢復的二極管在開關電路中的應用，將不需要任何的吸收，而且不會產(chǎn)生EMI問題。這對用戶而言，可以簡化系統(tǒng)設計和降低成本。

3.2.超快恢復

從上圖可以看出，根據(jù)trr的定義，軟恢復二極管的t_rr一般情況都會比傳統(tǒng)的FRED大些。傳統(tǒng)的超快FRED是片面追求小t_rr的而使FRED在恢復的過程中出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象。常規(guī)上超快恢復的目的就是降低二極管的反向恢復損耗而使管子用在盡量高的頻率。所以真正理解超快恢復應該需要Q_rr和t_rr同時考慮。

圖4 多種具有軟恢復特性的二極管對比

上圖的測試數(shù)據(jù)可以體現(xiàn)出DQ二極管的快速恢復的特性，具有更小的Q_rr和t_rr。

快速的反向恢復可以降低二極管本身的損耗，也可以降低對應IGBT/MOSFE的開通損耗E_on。

下表是APT8DQ60K的動態(tài)參數(shù)以及測試條件。常溫條件下小電流注入時t_rr=14nS，大電流注入時t_rr=19nS。這些參數(shù)足夠與其它所謂超快非軟恢復的二極管媲美。

表1 APT8DQ60K的動態(tài)參數(shù)列表

3.3.低I_RRM

從上面圖3，圖4兩個對比測試波形來看，Microsemi公司的DQ系列的產(chǎn)品與傳統(tǒng)的FRED對比而言，軟恢復的I_RRM小許多。小的I_RRM意味更小的電流應力和更小的Q_rr值，同樣意味著對應的IGBT/MOSFET有更小的開通損耗E_on和電流應力。

3.4.高T_J

更高的T_J意味芯片帶載的能力更強。從二極管的額定電流的定義可以知道，用戶通過同樣的熱設計來獲得同樣的殼溫T_C，可以有更大的裕量。從下面的示例來看，APT8DQ60K在常規(guī)的殼溫T_C=100⁰C條件下，I_FAV應該是11A。

圖5 二極管的I_FAV與T_C關系曲線

3.5.高雪崩耐量E_AVL

雪崩耐量可以通過如下的UIS測試電路：

圖6 二極管UIS測試電路

這個測試基本可以模擬電路中由于漏感引起的電壓尖峰的情況。APT8DQ60K的UIS測試情況如下：

圖7 APT8DQ60K的雪崩耐量測試數(shù)據(jù)

從上圖可以看出，600V的管子經(jīng)受將近800V的電壓尖峰之后，仍然可以正常工作。經(jīng)過計算可得。為保證器件長期安全運作，這個數(shù)值在規(guī)格書中降低定為60mJ。

3.6.低漏電流I_R

對很多用戶來講，大都不會注意這個數(shù)值，是因為大多數(shù)的二極管的漏電流都是uA級別，對客戶的損耗影響不大。但是某些二極管在高溫，如T_J=125⁰C情況下，漏電流達到mA級別，這個時候就需要考慮其損耗。