电力二极管的图形符号及其伏安特性

    图3-1给出电力二极管的图形符号及其伏安特性。在正向偏置的条件下，电力二极管可以用一个PN结偏置压降和一个串联等效电阻来表示，这个等效电阻对应伏安特性中的正向曲线。典型的正向导通压降是1. OV。该压降会引起导通损耗，因此必须用散热片对器件进行冷却以限制结温。在反向偏置的条件下，由于少数载流子的作用而产生小的漏电流，并随着电压增大而逐渐增大。如果反向电压超过一个阈值，器件就会发生雪崩式的击穿，这时反向电流变大，电力二极管由于结内的大量功率损耗而过热毁坏，这个阈值称为击穿电压。

 

图3-1  电力二极管的图形符号及其伏安特性

    如图3-2所示的电力二极管关断电压和电流特性。在正向高导通区域，导通压降(UF)很小。在这种条件下，靠近PN结的P区和N区以及I层中的少数载流子保持饱和。

    如果器件开路，这些载流子通过复合过程而消失，该过程要花相当长的时间。通常施加一个反向直流电压(UR)来关断器件，如图3-2所示。在t=0时刻，施加一个反向电压，此时电流由于电路中的串联感抗而线性下降。在t2时间段内，电流为负，少数载流子从结上消失，但是载流子的过度集中使PN结持续饱和，因此可以维持负电流斜率不变，在t1和t2时间段内，导通压降由于电阻（等效电阻）压降的减小而减小。在t2结束时，器件电压迅速下降，t3结束时达到稳态电压。在t3时间段内，由于消散作用和复合作用，反向电流快速下降。反向电流的快速衰减导致一个感应电压叠加到反向电压UR上。反向恢复时间trr=t2+t3和对应的受复合过程影响的恢复电荷Qrr（如阴影部分所示）是电力二极管的重要参数。恢复电流下降到零的速度决定了电压增量Urr。该电压可能具有破坏性，可以通过一个阻容缓冲电路来进行吸收，这将在以后讨论。恢复电流会导致电力二极管的额外损耗。

 

图3-2电力二极管关断的电压和电流特性