车用雪崩整流二极管的现状和发展

2.2 雪崩整流二极管的检测

2.2.1 雪崩整流二极管雪崩特性必要条件DVR

测试依据公式(4)(5)，按典型雪崩电压值，经计算得到的参数如表2 所列。

表2 中DVR判定值和DVR2判定值是这样确定的：对于雪崩型整流二极管，依据VB 随温度T升高而线性增高的原理，巧妙地将对温度的测试换成电流的测试，即给两个不同的漏电流(即两个不同的温度)，看对应的VB的差值，也就是看所谓DVR判定值。第一，驻VB 为正，即对应T高的VB也高，第二，驻VB

雪崩电压VB 和温度(即漏电流)的关系曲线如图3所示。

一般可以认为在两个不同漏电流(第一个漏电流取室温附近的常规漏电流，第二个漏电流取其100 倍或更大些时的漏电流)下测试造成的温差(如图3 中的T2 和T1)，例如为20益，不同的雪崩电压差的最大值就是DVR判定值，近似取DVR判定值

，表2 中的DVR 判定值就是这样估出来的。

DVR2判定值是这样确定的。DVR2 判定值对应的两个电压分别为：100 倍或更大些的漏电流对应的雪崩电压;再回到室温附近漏电流时的雪崩电压。由于再回到室温漏电流时并立即测试，余温还在(如图3 中的T3)，故雪崩电压比直接室温时测得的电压要高，当然两个电压差小些，因此取DVR2判定值为DVR判定值的一半。

如果是雪崩特性，则有：第一，DVR2 值>0;第二，DVR2值

加上DVR2 判定值是为了再一次验证雪崩特性，所以此方法简单方便。

DVR 判定是判定器件雪崩特性的必要条件,即若不满足DVR 和DVR2 判据，则一定不是雪崩器件，从而先期淘汰了部分不合格产品，这是DVR测试的本质意义。

雪崩整流二极管通过了DVR 和DVR2判据，且还必须要满足：雪崩击穿后，仍能恢复阻断特性且反向过流和动态雪崩能力强，这是判定雪崩特性器件的充分条件。

2.2.2 热敏电压△VF—等效瞬态热阻抗测试

通过结壳热阻测试功率半导体器件的稳态热阻和瞬态热阻抗是二极管标准规定的方法。由于该方法复杂，测试功率大、时间长，常常用于抽检。

对于要求如此严格的车用整流二极管，抽检肯定是不行的，必须实行严格地全检。否则，少了热特性的测试，还叫什么功率半导体器件?

采用热敏电流测试结温升是很早就有的方法。它也是巧妙地将热特性测试转变成电特性(通过热敏电流、电压)的测试。充分利用了二极管结压降、体压降和大小注入通态电流的不同关系，给出了热敏电压吟VF—等效瞬态热阻抗测试方法[8]。

热敏电压吟VF—等效瞬态热阻抗测试方法，虽然不是额定状态下的测试，但其等效作用是相当的，最大好处是可以实行全检。只有电热特性都好的器件，才能确保三年，十万公里安全运行。对此，参考文献[9]进行了详细介绍，这里不再赘述。

2.2.3 反向浪涌电流IRSM和动态雪崩能量(功率)

测试只有反复通过反向浪涌电流IRSM测试和动态雪崩能量(功率)测试的二极管，才是真正合格的车用雪崩二极管。

国际通用的反向浪涌电流IRSM测试条件为方波，脉宽80 ms。

所谓动态雪崩[10]是这样一个瞬态(或叫暂态)过程，瞬态加入器件的电压虽然还没有达到该器件的雪崩击穿电压，但是在过大的反向功率的加入后，两者对电场强度的贡献之和足以使器件瞬间达到雪崩。

2.2.4 二极管雪崩特性的完整测试体系

对于雪崩整流二极管的雪崩特性测试必须建立起一个完整的科学的测试体系。以下给出一个完整测试体系的实例。

显然，上述测试方法和体系是原整流二极管标准中所没有的，因此也是必须增加的。

2.3 如何形成雪崩整流二极管的规模经济

若要研制生产出像BOSCH、Denso、Actron 一样的车用整流二极管和整流桥，就必须充分借鉴他们成功的经验，走他们曾经走过的道路，投入大体同样的资金，进行同他们大体相同的技术研究和科学创新。

从硅单晶、芯片工艺、欧姆接触、台面保护胶、焊接工艺、底座到装配等，都要和BOSCH、Denso、Actron 同步接轨。

“底座设计要像BOSCH 一样科学合理”，在真空井式炉并氮气保护下进行氢气还原焊接，“要采用一次焊接(OJ)工艺”，并“扶植起一次焊接(OJ)工艺的车用整流二极管的规模化专业生产厂”，整流桥的装配结构也要进行根本性的改造，“为车用整流二极管在一类汽车厂替代进口、实现本土化作好技术准备”[11]。

要尽快建立起雪崩整流二极管的完整的测试体系，完善从高温交流反偏试验、热疲劳试验一直到上机运行试验等全部例行试验规程。

在我国建造国际一流的车用整流二极管生产基地是当前摆在我们功率半导体工作者面前的任务之一[12]。

3 结语

1)通过上述的讨论明确认识到，低端产品必须淘汰(非雪崩特性及雪崩特性不好的器件淘汰，检测条件不具备的企业停产，热疲劳水平低的产品不准流入市场)，产品升级势在必然。电子元器件“大进大出”的现象，即出口产品附加值低，而国内整机发展急需的高端核心元器件又长期依赖进口的局面必须结束[13]。

2)希望产、学、研各界的功率半导体科技工作者密切携起手来，对车用雪崩二极管这一特定的领域，按照完整的系统工程，首先从科学技术角度，面向基层、面向工业急需，迎头赶在世界的最前面。

3)政府的组织领导是必要的。相关主管部门认真搞好调查研究和经济分析，组织和引导车用半导体产业的改组、整合工作，真正实现零部件的产业化，尽快建立起我们中国自己的国际一流的车用雪崩整流二极管生产基地。汽车研发、生产已完全国际化，车用整流二极管的研发、生产也必须国际化。小舟小船、小打小闹自行发展的时代该结束了。

4)类似车用二极管这样的产业还有很多，如焊接专用二极管、高频电镀专用二极管等，关乎国计民生，绝不可小觑，也必须出重拳才能搞好。

注：本文曾在中国电工技术学会电力电子学会七届二次理事会暨报告会(连云港市，2009-9-12)上宣读，此次重发，作者做了些许修改。