二极管的特性ppt课件.ppt

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1、Gulf Semiconductor Ltd.1n 序论n 二极管特性曲线n 二极管在常用电源电路中Vd/Id 计算n 正向特性n 反向特性n 动态特性n 顺向恢复电压与时间n 反向恢复特性n 正向浪涌n 反向浪涌n 热阻n 静电冲击 目录Gulf Semiconductor Ltd.2 对二极管应用特性的要求 n 较高的耐压能力n 较大的电流承载能力n 较高的di/dt 承受能力n 较高的dv/dt 承受能力n 较快的截止时间n 较高之工作频率n 较低之电容性n 较小的包装及较高的散热能力Gulf Semiconductor Ltd.3二极管基本特性曲线Gulf Semiconductor

2、Ltd.4n 产品的实际应用均为动态，在不同的环境条件下使用。曲线图中标注的温度：200，100，25，75 二极管在不同温度环境下的变化Gulf Semiconductor Ltd.5二极管在常用电源电路中Vd/Id计算Gulf Semiconductor Ltd.6二极管在常用电源电路中Vd/Id计算Gulf Semiconductor Ltd.7二极管在常用电源电路中Vd/Id计算Gulf Semiconductor Ltd.8二极管在常用电源电路中Vd/Id计算Gulf Semiconductor Ltd.9二极管在常用电源电路中Vd/Id计算Gulf Semiconductor Lt

3、d.10VF 波形比较正向特性 If/Vf/VfGulf Semiconductor Ltd.11正向特性If/Vf/Vf影响因素：n 晶粒面积大的，If 大，Vf 小n 电压高的材料，If 小，Vf 大n Trr 小的材料，Vf 大n 器件内部不同的结构，Vf 值不一样n 器件内部焊接不良，Vf 大Gulf Semiconductor Ltd.12正向特性If/Vf/Vf应用：n 根据线路设计要求，选定If/Vf 符合要求的产品n 特别注意实际应用环境，不同温度条件下If/Vf 的变化的影响n Vf 与Frr 是一对相互矛盾参数，要特别了解线路的注重点是Vf，还是Trrn 案例：GULF R

4、GP10D 使用在比亚迪汽车上，需要考虑在零下40度的工作环境下，电性能VF 的变化,调整线路的配置。Gulf Semiconductor Ltd.13反向特性Ir/Vbr/DVr1/DVr2n IRn VBRn DV1 SHARPNESS/ROUNDn DV2 STABILITY(RIDE-IN,RIDE OUT)Gulf Semiconductor Ltd.14反向电压、电流标识解释反向特性Ir/Vbr/DVr1/DVr2Gulf Semiconductor Ltd.15n 影响因素1，PN 结内部某些晶格缺陷、杂质2，表面缺陷，表面沾污3，表面钝化保护不良4，Trr 越小的产品，Ir 越

5、大反向特性Ir/Vbr/DVr1/DVr2Gulf Semiconductor Ltd.16n 应用1，线路中产生过余的功耗，热量2，热量造成更多的不稳定，Ir 上升器件本身失效，或线路工作不正常反向特性Ir/Vbr/DVr1/DVr2Gulf Semiconductor Ltd.17动态特性Vfrm/tfr/Irm/Vrm/ts/tf/Trr/Qrr动态特性曲线Gulf Semiconductor Ltd.18附上图符号说明：动态特性Vfrm/tfr/Irm/Vrm/ts/tf/Trr/QrrGulf Semiconductor Ltd.19顺向恢复电压与时间Vfrm/TfrGulf Sem

6、iconductor Ltd.20顺向恢复电压与时间 Vfrm/Tfr影响因素：n Vfrm(1)越高压的二极管的Vfrm 越高(2)当温度越高时，其Vfrm 越高(3)当电流密度增加时，其Vfrm 也会增高n Tfr:(1)当温度越高时，其Tfr 也会增加，时间变慢(2)当电流密度增加时，其Tfr 也会增高(3)当电流斜率增快时，其Tfr 会减少Gulf Semiconductor Ltd.21顺向恢复电压与时间 Vfrm/Tfrn 1，高频开关电源开关整流中，影响功耗,产生热量；n 2，在电源输出整流中，影响输出功率；n 3，部分特殊应用要求Vfrm,Tfr 值上升；n 4，替代SKY 产

7、品时Vfrm,Tfr 下降案例1：ASTEC,Boost diode 应用波形实例计算。案例2：ASTEC,选用FR202 替代SKY 产品时，要求VFR 特小。应用Gulf Semiconductor Ltd.22电压上升斜率 dv/dt n Dv/dt:电压上升斜率n Dv/dt=0.632VD/t1 or o.8VD/(t90-t10)Gulf Semiconductor Ltd.23电压上升斜率 dv/dt n 案例：二极管在测试、使用中，可能发生产品VR 衰减，此项与产品的能力,DV/DT 冲击速率有关。Gulf Semiconductor Ltd.24反向恢复时间TrrGulf S

8、emiconductor Ltd.25反向恢复时间Trrn 1，铂原子扩散浓度，扩散时间，扩散深度n 2，晶粒面积大的，Trr 较大n 3，晶粒表面（硼面）浓度上升，Trr 较小n 4，温度大幅上升时，Trr 会大幅上升。影响因素Gulf Semiconductor Ltd.26反向恢复时间Trrn Vrm 过高会导致过大的反向过电压,使表面钝化衰降。n Qrr 过大会导致Tj 升高，IR过大，或因热阻过高而烧毁。n Irm/Trr 过大时会造成较大的功率损失，也可能使周边的元件损坏。Trr 的重要性Gulf Semiconductor Ltd.27反向恢复时间Trrn 1，高频应用中，对器件

9、及线路影响较大n 2，器件与线路不匹配时，产生热量，Trr 进一步上升，可造成过热烧毁。n 3，串联使用时Trr 不一致时，Trr 大的容易发热异常。n 4，高温环境下，Trr 将急速上升，应特别关注。n 5，某些特殊应用要求Trr 值大。n 案例：PHILIPS RDB1O5S 在更换机型时，热量集聚，温度上升，TRR 上升，产品出现异常。更换RGP15J 后，正常。应用Gulf Semiconductor Ltd.28反向恢复时间Trr软恢复特性描述Gulf Semiconductor Ltd.29反向恢复时间Trr恢复特性曲线Gulf Semiconductor Ltd.30反向恢复时间

10、Trr软恢复特性案例：某电机公司：在选用SANKEN SARS02 替代品时要求TRR 软恢复特性，在使用GULF 特选产品时，客户满意。Gulf Semiconductor Ltd.31反向恢复时间TrrRG-1 标准Gulf Semiconductor Ltd.32反向恢复时间Trrdi/dt 标准Gulf Semiconductor Ltd.33正向浪涌Ifsm Ifsm 不可恢复的最大正向电流 Ifsm(tj-max)不可恢复的最大正向电流(结温条件）I2t 电流熔断值(Ifsm/2)2*0.01(A2s)Gulf Semiconductor Ltd.34正向浪涌IfsmGulf Se

11、miconductor Ltd.35正向浪涌Ifsmn 1，晶粒面积越大，器件Ifsm 越大n 2，晶片的电阻系数越高时，器件的Ifsm 越小n 3，器件Vr 值越大时，它的Ifsm 越小n 4，Irsm 能力上升时，则Ifsm 能力下降n 5，Trr 越小，Vf 越大，Ifsm 越小影响因素Gulf Semiconductor Ltd.36正向浪涌Ifsmn 1，交流整流，直流开关整流满足最大浪涌冲击要求n 2，根据I2t 合理配置保险装置保护其它器件及线路装置n 案例：在分析客户端产品失效原因时，产品晶粒的表面烧痕，是判定正向浪涌冲击或短路电流的造成失效的主要依据。据此，判定是客户端异常，

12、还是产品的IFSM 能力不足。应用Gulf Semiconductor Ltd.37雪崩能量/反向浪涌 Ersm/VrsmSCHOTTKY SURGE Gulf Semiconductor Ltd.38雪崩能量/反向浪涌 Ersm/VrsmCONTROLLED Erem TESTGulf Semiconductor Ltd.39 影响因素：n 1，晶粒面积大的，Ersm 较大n 2，晶粒电阻系数小(Vr 低的），Ersm 较大n 3，GPP 表面钝化保护致密度高的，Ersm 较大n 4,Trr 小的，Vf 小的，Ersm 较小雪崩能量/反向浪涌 Ersm/VrsmGulf Semiconduc

13、tor Ltd.40雪崩能量/反向浪涌 Ersm/Vrsm 应用：n 1，不能达到正常浪涌冲击的产品,是有缺陷的产品，n 2，反向浪涌冲击较大的线路，阻尼/续流.(按线路要求）n 3，线路装置要求高可靠性时n 4，需抵抗输入异常电波冲击时n 5，线路工作在高温环境中时n 案例：GE GS2M 替代SS1M 在更换机型时，在作高压3000V 可靠性测试时，超大浪涌冲击，产品异常。产品能力与结构有关。n 案例：光达电子 SKY 1N5822 产品由于线路的设置，对该产品有很大的冲击，GULF 在提高内部浪涌测试条件后，满足了客户的要求。Gulf Semiconductor Ltd.41结电容CjG

14、ulf Semiconductor Ltd.42结电容Cj 一般在整流、开关电源中不予考虑的参数（仅特殊应用时需要）Gulf Semiconductor Ltd.43热阻Rthj-a、j-c、j-lGulf Semiconductor Ltd.44热阻Rthj-a、j-c、j-ln 影响因素：n 1，产品的结构，产品的 材料性质n 2，同功率器件，外连接接触面积越大，热阻越小。n 3，不同的环境条件，热阻值有不同的变化Gulf Semiconductor Ltd.45热阻Rthj-a、j-c、j-l应用：n 1,输出整流，大功率整流PN 结结温计算n 2，按PN 结结温要求，电流衰降曲线的设计

15、应用。附：曲线图n 案例1：补充不同器件实测热阻值n 案例2：Astec,boost diode 热阻计算n 案例3：Philips,RGP10J 产品在应用中发热，GULF 在更改产品的晶粒规格后，解决了客户端产品发热的问题Gulf Semiconductor Ltd.46热阻Rthj-a、j-c、j-lGulf Semiconductor Ltd.47热阻Rthj-a、j-c、j-l功率曲线衰降图 n 举例：GE SS1M 在4灯机型应用时，产品的高温电流值实际超出电流曲线规定值，当应用环境偏差时，异常的可能增加。Gulf Semiconductor Ltd.48静电冲击ESDGulf S

16、emiconductor Ltd.49静电冲击ESD影响因素：n 1，晶粒电阻系数小，ESD 能力稍强n 2，PN 结结面平整，ESD 能力较强n 3，B 面扩散深度相对较深的，ESD 能力较强Gulf Semiconductor Ltd.50静电冲击ESD应用n 1，客户某装置要求ESD 测试时n 2，测试，组装线的ESD 防护n 案例：测试，组装线的ESD 防护不当时，常发生器件不明原因的失 效；n 案例：松下电子对ES1D、ES1G 等都提出了ESD 的测试标准要求，GULF 一一予以满足。Gulf Semiconductor Ltd.51静电冲击ESD测试方法Gulf Semiconductor Ltd.52静电冲击ESD测试方法Gulf Semiconductor Ltd.53静电冲击ESD能力标准