淺析二極管反向擊穿電壓是多少？-KIA MOS管

二極管反向擊穿電壓一般是工作電壓2-3倍。

二極管反向擊穿時(shí)的電壓值。擊穿時(shí)反向電流劇增，二極管的單向導電性被破壞，甚至過(guò)熱而燒壞。手冊上給出的最高反向工作電壓VBWM一般是VBR的一半。

反向擊穿電壓

外加反向電壓超過(guò)某一數值時(shí)，反向電流會(huì )突然增大，這種現象稱(chēng)為電擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱(chēng)為二極管反向擊穿電壓。電擊穿時(shí)二極管失去單向導電性。

如果二極管沒(méi)有因電擊穿而引起過(guò)熱，則單向導電性不一定會(huì )被永久破壞，在撤除外加電壓后，其性能仍可恢復，否則二極管就損壞了。因而使用時(shí)應避免二極管外加的反向電壓過(guò)高。

二極管反向擊穿電壓

PN結二極管的反向擊穿

產(chǎn)生環(huán)境

反向擊穿的現象發(fā)生在很多情況下面，比如二極管，三極管等等。

以二極管為例：二極管是正向導通的，二極管兩端加反向電壓時(shí)，電子不能通過(guò)二極管，使得二極管相當于斷路，但是這個(gè)斷路取決于把二極管反向接時(shí)，二極管兩端的電壓（即反向電壓），如果這個(gè)反向電壓足夠大，二極管就被擊穿了（你可以認為變成導線(xiàn)了），此時(shí)這個(gè)擊穿的反向電壓就叫反向擊穿電壓。

也可以從字面做感性的理解：反向擊穿，反向，即為方向相反，就是說(shuō)反著(zhù)接。

擊穿，你可以認為原來(lái)這是一堵墻，是一條死胡同，不讓人通過(guò)，擊穿了所有人就能通過(guò)了（聯(lián)想一下電流），亦可以理解為高低河岸流而不能倒流，除非有超過(guò)河床高度的水流通過(guò)。

以下給出二極管反向擊穿電壓的理性定義：外加反向電壓超過(guò)某一數值時(shí)，反向電流會(huì )突然增大，這種現象稱(chēng)為電擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱(chēng)為二極管反向擊穿電壓。電擊穿時(shí)二極管失去單向導電性。

快恢復二極管的反向恢復特性

二極管的反向特性。在電子電路中，二極管的正極接在低電位端，負極接在高電位端，此時(shí)二極管中幾乎沒(méi)有電流流過(guò)，此時(shí)二極管處于截止狀態(tài)，這種連接方式，稱(chēng)為反向偏置。

二極管處于反向偏置時(shí)，仍然會(huì )有微弱的反向電流流過(guò)二極管，稱(chēng)為漏電流。當普通二極管兩端的反向電壓增大到某一數值，反向電流會(huì )急劇增大，二極管將失去單方向導電特性，二極管會(huì )反向熱擊穿而損壞。

快恢復二極管的反向恢復特性決定著(zhù)功率變換器的性能，在雙極功率晶體管的電流下降時(shí)間大于1us(開(kāi)通時(shí)間約100ns)時(shí)期，二極管的反向恢復在雙極功率晶體管的開(kāi)通過(guò)程中完成，而且雙極功率晶體管達到額定集電極電流的1/2-2/3左右后隨著(zhù)Ic上升Hfe急劇下降，限制了二極管的反向恢復電流的峰值，在某種意義上，也限制了di/dt，雙極功率晶體管的開(kāi)通過(guò)程掩蓋了二極管的反向恢復特性，因而對二極管的反向恢復僅僅是反向恢復時(shí)間提出要求。

隨著(zhù)功率半導體器件的開(kāi)關(guān)速度提高，特別是Power MOSFET、高速I(mǎi)GBT的出現，不僅開(kāi)通速度快(可以在數十納秒內將MOSFET徹底導通或關(guān)斷)，而且在額定驅動(dòng)條件下，其漏極/集電極電流可以達到額定值的5-10倍，使MOS或IGBT在開(kāi)通過(guò)程中產(chǎn)生高的反向恢復峰值電流IRRM，同時(shí)MOS或IGBT在開(kāi)通過(guò)程結束后二極管的反向恢復過(guò)程仍然存在，使二極管的反向恢復特性完全暴露出來(lái)，高的IRRM、di/dt使開(kāi)關(guān)管和快速二極管本身受到高峰值電流沖擊并產(chǎn)生較高的EMT。

因而對二極管的反向恢復特性不僅僅限于反向恢復時(shí)間短，而且要求反向恢復電流峰值盡可能低，反向恢復電流的下降，上升的速率盡可能低，即超快、超軟以降低開(kāi)關(guān)過(guò)程中反向恢復電流對開(kāi)關(guān)電流的沖擊，減小開(kāi)關(guān)過(guò)程的EMI。

當快恢復二極管正向導通電流時(shí)，將從陽(yáng)極和陰極注入大量載流子，并在基區以少數載流子的形式儲存電荷，即從陽(yáng)極注入的空穴以少子的形式在基區存儲電荷。

但當電路中導通的快恢復二極管因外加反向電壓使其換向時(shí)，要實(shí)現快恢復二極管的“斷態(tài)”，必須把快恢復二極管導通時(shí)在基區儲存的大量少數戴流子完全抽出或者中和掉，這就需要一定時(shí)間才能使快恢復二極管恢復反向阻斷能力，這時(shí)間就定為快恢復二極管的反向恢復時(shí)間trr。

如圖1所示，由圖可見(jiàn)，快恢復二極管的主要關(guān)斷特性參數為：反向恢復時(shí)間trr，反向峰值電流IRRM，反向恢復電荷Qrr以及反向電流衰減率（dirr/dt），圖亦顯示了快恢復二極管從正向導通到反向恢復的全過(guò)程，圖中，反向恢復時(shí)間trr=ta+tb，ta表示少數戴流子的存儲時(shí)間，而tb表示少數戴流子的復合時(shí)間；

而且trr應盡量短，這就是超快恢復的要求，且ta應盡量小于tb，ta期間快恢復二極管還沒(méi)有恢復反向阻斷能力，器件加不了反向電壓，而tb期間，反向阻斷能力開(kāi)始恢復，這段時(shí)間內反向電流恢復率（dirr/dt）連同電路中的寄生電感將產(chǎn)生過(guò)電壓尖峰和高頻干擾電壓，dirr/dt越高（即硬恢復）對快恢復二極管本身和與其并聯(lián)的開(kāi)關(guān)器件所作用的附加電應力就越大，有時(shí)甚至使開(kāi)關(guān)器件損壞，必須引起注意。

而緩慢的反向電流恢復率dirr/dt（即軟恢復）是最合乎需要的特性曲線(xiàn)，通常用軟度因子S=tb/ta來(lái)表示器件的反向恢復曲線(xiàn)的軟度，因此，選用反向恢復時(shí)間trr短，反向峰值電流IRM小，反向恢復電荷Qrr小以及反向恢復特性軟的FRED管是逆變電路中最合適的，同時(shí)也可降低逆變電路中快恢復二極管和開(kāi)關(guān)器件的功耗。

二極管反向擊穿電壓