一种新型超快速软恢复外延二极管

3.1.软恢复

所谓的软恢复指的是在二极管反向恢复的过程中，电压，电流的变化是平缓的，没有出现任何振荡或过冲现象。软恢复的特征可以通过与常规的二极管恢复进行对比来更好理解。

图3DQ二极管的软恢复特性

具有软恢复的二极管在开关电路中的应用，将不需要任何的吸收，而且不会产生EMI问题。这对用户而言，可以简化系统设计和降低成本。

3.2.超快恢复

从上图可以看出，根据trr的定义，软恢复二极管的t_rr一般情况都会比传统的FRED大些。传统的超快FRED是片面追求小t_rr的而使FRED在恢复的过程中出现振荡现象。常规上超快恢复的目的就是降低二极管的反向恢复损耗而使管子用在尽量高的频率。所以真正理解超快恢复应该需要Q_rr和t_rr同时考虑。

图4 多种具有软恢复特性的二极管对比

上图的测试数据可以体现出DQ二极管的快速恢复的特性，具有更小的Q_rr和t_rr。

快速的反向恢复可以降低二极管本身的损耗，也可以降低对应IGBT/MOSFE的开通损耗E_on。

下表是APT8DQ60K的动态参数以及测试条件。常温条件下小电流注入时t_rr=14nS，大电流注入时t_rr=19nS。这些参数足够与其它所谓超快非软恢复的二极管媲美。

表1 APT8DQ60K的动态参数列表

3.3.低I_RRM

从上面图3，图4两个对比测试波形来看，Microsemi公司的DQ系列的产品与传统的FRED对比而言，软恢复的I_RRM小许多。小的I_RRM意味更小的电流应力和更小的Q_rr值，同样意味着对应的IGBT/MOSFET有更小的开通损耗E_on和电流应力。

3.4.高T_J

更高的T_J意味芯片带载的能力更强。从二极管的额定电流的定义可以知道，用户通过同样的热设计来获得同样的壳温T_C，可以有更大的裕量。从下面的示例来看，APT8DQ60K在常规的壳温T_C=100⁰C条件下，I_FAV应该是11A。

图5 二极管的I_FAV与T_C关系曲线

3.5.高雪崩耐量E_AVL

雪崩耐量可以通过如下的UIS测试电路：

图6 二极管UIS测试电路

这个测试基本可以模拟电路中由于漏感引起的电压尖峰的情况。APT8DQ60K的UIS测试情况如下：

图7 APT8DQ60K的雪崩耐量测试数据

从上图可以看出，600V的管子经受将近800V的电压尖峰之后，仍然可以正常工作。经过计算可得。为保证器件长期安全运作，这个数值在规格书中降低定为60mJ。

3.6.低漏电流I_R

对很多用户来讲，大都不会注意这个数值，是因为大多数的二极管的漏电流都是uA级别，对客户的损耗影响不大。但是某些二极管在高温，如T_J=125⁰C情况下，漏电流达到mA级别，这个时候就需要考虑其损耗。