MPS二極管“軟恢復(fù)”的原理探討、仿真設(shè)計與研制實踐.pdf

1、在電力電子、開關(guān)電源電路以及各種電機驅(qū)動電路中，越來越高的工作頻率將大幅度降低其中的被動元件（電感和電容）的體積及其上面的功率損耗，但對電路中使用的大功率開關(guān)二極管提出了更短的反向恢復(fù)時間、更低的開關(guān)損耗的要求。目前，這些電路中應(yīng)用最多的仍然是PIN結(jié)構(gòu)的快恢復(fù)和超快恢復(fù)二極管。但普通的PIN二極管不具備反向軟恢復(fù)特性，反向恢復(fù)過程中會出現(xiàn)大的反向峰值恢復(fù)電流和反向峰值電壓，使變換電路的損耗和電磁干擾(EMI)增大，同時對二極管以及主開

2、關(guān)器件的穩(wěn)定工作造成了威脅。選用具有軟恢復(fù)特性的快恢復(fù)二極管能顯著降低這些不利影響。
　　本文通過對PIN高反壓快恢復(fù)二極管在作為續(xù)流二極管（Freewheeling Diode（FWD））應(yīng)用時，其反向恢復(fù)過程中漂移區(qū)中載流子變化過程的分析，指出獲得軟恢復(fù)特性，軟恢復(fù)因子較大的快恢復(fù)二極管的關(guān)鍵在于控制正向?qū)〞r存儲在P iN二極管漂移區(qū)中的超量載流子的分布狀態(tài)。如果能獲得靠近P+N_結(jié)處分布的載流子濃度低，而靠近 N+N_結(jié)處

3、的濃度高的“倒梯形”分布，將會獲得更大的軟恢復(fù)因子、更軟的恢復(fù)特性。綜合了PIN二極管和肖特基二極管優(yōu)點的PIN/肖特基混合二極管---MPS(Merged PIN/Schockey)二極管具有更快、更“軟”的反向恢復(fù)特性，能滿足現(xiàn)代電力電子技術(shù)的要求。本文敘述了MPS二極管的基本原理以及其具有反向軟恢復(fù)特性的原因，討論了MPS二極管結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝制造中的問題，通過計算機軟件進行器件結(jié)構(gòu)和性能仿真和研制實踐論證了反向恢復(fù)時間、正向壓降以