电力二极管和普通二极管的5大区别
21ic 2024-06-21

二极管有很多类别,比如二极管其中一种被称为电力二极管。为增进大家对二极管的认识,本文将对电力二极管、电力二极管和普通二极管的区别以及电力二极管的主要类型予以介绍。如果你对二极管、电力二极管具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。


一、电力二极管概述

电力二极管(Power Diode)在20世纪50年代初期就获得应用,当时也被称为半导体整流器;它的基本结构和工作原理与信息电子电路中的二极管是一样的,都以半导体PN结为基础,实现正向导通、反向截止的功能;电力二极管是不可控器件,其导通和关断完全是由其在主电路中承受的电压和电流决定的。

电力二极管实际上是由一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成的,从外形上看,主要有螺栓型和平板型两种封装。

二、电力二极管与普通二极管的区别

(一)指代不同

1、电力二极管:也被称为半导体整流器;它的基本结构和工作原理与信息电子电路中的二极管是一样的,都以半导体PN结为基础,实现正向导通、反向截止的功能

2、普通二极管:电子元件当中,一种具有两个电极的装置,只允许电流由单一方向流过,许多的使用是应用其整流的功能。

(二)特性不同

1、电力二极管:恢复过程很短特别是反向恢复过程很短(5μs以下)。正向恢复过程中也不会有明显的电压过冲;在反向耐压较低的情况下其正向压降也很小,明显低于快恢复二极管。

2、普通二极管:最大的特性就是单向导电,也就是电流只可以从二极管的一个方向流过。

(三)作用不同

1、电力二极管:反向耐压提高时其正向压降也会高得不能满足要求,因此多用于200V以下的低压场合。

2、普通二极管:作用有整流电路,检波电路,稳压电路,各种调制电路,主要都是由二极管来构成的。

另外电力二极管主要用于高电压、大功率场合,这种管实际就是一个面积很大的PN结。故其额定整流电流通常可达数十安至数百安(我公司用的电力管比火柴盒略大,但工作电流达100A),由于这种管的PN结电容太大了,其只适用于工频场合,对于大功率的肖特基管因其耐压值不高,只适合处理高频大电流,快恢复管则多用于处理高频高压大电流。电力管与普通管的主要区别就是额定工作电流这个指标,前者都在数十安以上,后者在数十安以下。另外电力管都带有散热板以便散热,而普通管则很少有。


三、电力二极管重要类型

其主要类型有普通二极管、快恢复二极管、肖特基二极管。

1.普通二极管

普通二极管(General Purpose Diode)又称整流二极管(Rectifier Diode),多用于开关频率不高(1kHz以下)的整流电路中。

2.快速恢复二极管

恢复过程很短特别是反向恢复过程很短(5μs以下) [1] 的二极管,也简称快速二极管。 工艺上多采用了掺金措施,结构上有的采用PN结构类型,也有的采用对此加以改进的PiN结构。

3.肖特基二极管

以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管称为肖特基势垒二极管(Schottky Barrier Diode--SBD),简称为肖特基二极管。肖特基二极管的优点在于:反向恢复时间很短(10~40ns),正向恢复过程中也不会有明显的电压过冲;在反向耐压较低的情况下其正向压降也很小,明显低于快恢复二极管。因此,其开关损耗和正向导通损耗都比快速二极管还要小,效率高。肖特基二极管的弱点在于: 当反向耐压提高时其正向压降也会高得不能满足要求,因此多用于200V以下的低压场合;反向漏电流较大且对温度敏感,因此反向稳态损耗不能忽略,而且必须更严格地限制其工作温度。

四、电力二极管的静动态特性

电力二极管的静动态特性

1、静态特性

主要指其伏安特性

当电力二极管承受的正向电压大到一定值(门槛电压UTO),正向电流才开始明显增加,处于稳定导通状态。与正向电流IF对应的电力二极管两端的电压UF即为其正向电压降。当电力二极管承受反向电压时,只有少子引起的微小而数值恒定的反向漏电流。

2、动态特性

动态特性--因结电容的存在,三种状态之间的转换必然有一个过渡过程,此过程中的电压-电流特性是随时间变化的。

开关特性--反映通态和断态之间的转换过程。

关断过程:

须经过一段短暂的时间才能重新获得反向阻断能力,进入截止状态。

在关断之前有较大的反向电流出现,并伴随有明显的反向电压过冲。

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