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快恢复外延型二极管介绍 FAST RECOVERY EPITAXIAL DIODE (FRED). 二极管的种类. 普通整流二极管 （速度很慢） 稳压二极管 变容二极管 肖特基二极管 (schottky) 快恢复二极管 快恢复单晶二极管 （ FRD ） 快恢复外延型二极管 （ FRED ）. FRED 与肖特基二极管的区别. FRED 结构剖面图. Field plate. 阳极（ A ）. Al. SiO2. P-. N- 外延层. N 缓冲层. N+ 衬底. 阴极多层金属（ K ）. 快恢复二极管的主要性能参数. 静态特性.
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快恢复外延型二极管介绍FAST RECOVERY EPITAXIAL DIODE(FRED)
二极管的种类 • 普通整流二极管（速度很慢） • 稳压二极管 • 变容二极管 • 肖特基二极管(schottky) • 快恢复二极管 • 快恢复单晶二极管（FRD） • 快恢复外延型二极管（FRED）
FRED结构剖面图 Field plate 阳极（A） Al SiO2 P- N- 外延层 N 缓冲层 N+ 衬底 阴极多层金属（K）
快恢复二极管的主要性能参数 静态特性 • 反向击穿电压：Vrm（Vrm越高，VF越大） • 反向漏电流：Irm • 正向压降：VF • 反向恢复时间：trr（trr越快，VF越高） • 反向恢复电流：Irrm • 反向恢复电荷：Qrr 动态特性
快恢复二极管的静态特性 • 反向漏电流：Irm （越小越好：二极管反向阻断静态损耗小） • 反向击穿电压：Vrm（Vrm越高，VF越大） • 正向压降：VF （越低越好：二极管正向导通静态损耗小） 阴极K + 阳极A + 阳极A _ 阴极K _ I IF Irm Vrm V VF V 反向特性 正向特性
快恢复二极管的反向恢复特性 • IF – 正向平均电流 • diF/dt – 二极管关断通过零点时电流变化率 • IRRM – 最大反向恢复电流 • VRRM – 最大反向恢复峰值电压 • trr – 反向恢复时间 • Qrr – 反向恢复电荷 • VF – 正向压降 理想的快恢复二极管具有以下开关特性: • 低的最大反向恢复电流 • 短的恢复时间 • 低的反向恢复电荷 • 软恢复特性, 不产生振荡 IF diF/dt trr VF Qrr 0.25 IRRM IRRM VRRM
宏微科技D92-02与富士产品参数测试对比报告： 宏微科技D92-02与FUJI公司产品相比，高温IRM低1数量级左右，VF偏高5%， Qrr比FUJI低30%，IRRM低28% ，雪崩耐量与富士相当。
宏微科技D92-02与富士产品反向恢复曲线对比： ——MacMic ——FUJI ——MacMic ——FUJI FUJI FUJI MacMic MacMic 宏微的反向恢复电流峰值IRRM比FUJI小，软度比FUJI好，振荡幅度比FUJI小很多，更容易满足整机EMI要求。温度稳定性好。
选择什么样的FRED最好？ 推荐器件，就是要推荐trr、Vrm、VF与客户线路匹配最佳的器件！ 大部分器件损坏的情况，不是客户线路不好，也不是器件质量不好，而是两者不匹配！
器件失效模式（一）——电压击穿 位置：基本上出现在芯片边、角； 原因：线路中出现了超过器件击穿电压的 尖峰电压，器件没挺住。这种失效 在肖特基中极为普遍。 解决措施： 1、客户改进吸收电路，把经过器件的 尖峰电压降下来。 2、提高器件的雪崩耐量（UIS）。
器件失效模式（二）——电流击穿 位置：芯片中部； 原因：过热； 解决措施： 1、并联应用要解决均流效应； （采取限流措施；采用正温度系数器件、VF均匀的器件） 2、留有足够的电流余量； 器件热量来源：总热量Q = Q1+ Q2 Q1 ——由VF产生的静态导通损耗； Q2——由trr（Qrr）产生的动态开关损耗； • 高频使用时Q2 > Q1，应选择速度快的器件，适当放宽VF（比如切割机、MOS焊机）。 • 低频使用时Q1 > Q2，应选择VF尽量低的器件（比如变频器、IGBT焊机）。
FRED常用封装 共阴极 共阳极 单芯片 K（芯片背面） A K A K A K A K A
快恢复二极管的应用 • 续流、吸收、嵌位、整流 • 直流电焊机、逆变焊机、切割机 • 电镀电源 • 功率因数校正装置（PFC） • 各种开关电源（机箱电源） • 氙气灯镇流器（HID）、电动自行车充电器 • 不间断电源 (UPS) • 超声波电源 • 变频、斩波调速
