整流二极管特性与作用解析

整流二极管利用了PN结的单向导电特性，将交流电变成脉动直流电。整流二极管漏电流较大,多数采用面接触性料封装的二极管

开关电源中的整流二极管必须具有正向压降低、快速恢复的特点，还应具有足够大的输出功率，如此可以采用以下三种类型的整流二极管：快速恢复整流二极管；超快速恢复整流二极管；肖特基整流二极管

快速恢复和超快恢复整流二极管具有适中的和较高的正向电压降，其范围是从0.8～1.2V。这两种整流二极管还具有较高的截止电压参数。因此，它们特别适合于在小功率的、输出电压在12V左右的辅助电源电路中使用。

由于现代的开关电源工作频率都在20kHz以上，比起一般的整流二极管，快速恢复整流二极管和超快速恢复整流二极管的反向恢复时间差减小到了毫微秒级，因此，大大提高了电源的效率。

根据经验，在选择快速恢复整流二极管时，其反向恢复时间至少应该是开关晶体管的上升时间的1/3。这两种整流二极管还减少了开关电压尖峰，而这种尖峰直接影响输出直流电压的纹波。另外，虽然某些称为软恢复型整流二极管的噪声较小，但是它们的反向恢复时间较长，反向电流也较大，因而使得开关损耗增大，并不能满足开关电源的工作要求。

快速恢复整流二极管和超快恢复整流二极管在开关电源中作为整流器件使用时是否需要散热器，要根据电路的最大功率来决定。一般情况下，这些二极管在制造时允许的结温在175℃，生产厂家对该指标都有技术说明，以提供给设计者去计算最大的输出工作电流、电压及外壳温度等。

肖特基整流二极管即使在大的正向电流作用下，其正向压降也很低，仅有0.4V左右，而且，随着结温的增加，其正向压降更低，因此，使得肖特基整流二极管特别适用于5V左右的低电压输出电路中。肖特基整流二极管的反向恢复时间是可以忽略不计的，因为此器件是多数载流子半导体器件，在器件的开关过程中，没有清除少数载流子存贮电荷的问题。

另外，肖特基整流二极管有两大缺点：其一，反向截止电压的承受能力较低，产品大约为100V；其二，反向漏电流较大，使得该器件比其他类型的整流器件更容易受热击穿。当然，这些缺点也可以通过增加瞬时过电压保护电路及适当控制结温来克服。表示出了典型的高速整流二极管的特性与参数。

整流二极管的作用

1、正向性

整流二极管的作用最为突出的就是其正向性，整流二极管外加正向电压时，正向特性起始部分中的正向电压很小，不能有效的克服PN结内电场的阻挡作用，当整流二极管的正向电流几乎为零，这一段称为死区，不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。当整流二极管正向电压大于死区电压以后，PN结内电场被有效克服，整流二极管的正向导通，电流随电压增大而快速上升。在正常的电流范围内，导通时整流二极管端电压几乎维持不变。

2、反向性

整流二极管的作用中的反向性，是当整流二极管外加反向电压不超过一定范围时，通过整流二极管的电流少数载流子漂移运动从而形成的反向电流。由于整流二极管的作用反向电流很小，整流二极管处于截止状态。整流二极管的反向饱和电流受温度影响。一般硅整流二极管的作用反向电流比锗整流二极管的作用小得多，小功率硅整流二极管的反向饱和电流在nA数量级，小功率锗整流二极管在μA数量级。当整流二极管温度升高时，半导体受热激发，少数载流子数目也会增加。

3、反向击穿

整流二极管的作用中的反向击穿，反向击穿按机理原理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。整流二极管在高掺杂浓度的情况下，整流二极管因势垒区宽度很小，反向电压较大会破坏势垒区内共价键结构，使电子脱离共价键束缚，产生电子空穴，整流二极管的作用中的另一种击穿为雪崩击穿。当整流二极管反向电压增加到较大数值时，外加电场会使电子漂移速度加快，从而使整流二极管共价键中的价电子相碰撞，把价电子撞出共价键，产生新的电子空穴对。

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