FRED快速恢復二極管的靜態特性及動態性能

快速恢復外延二極管（Fast Recovery Epitaxial Diode, FRED）是影響開關電源總體性能的關鍵元器件。電源設計時，工程師一般會反復比較反向恢復時間trr這個參數。事實上，FRED快恢復二極管性能分靜態特性和動態性能，衡量一個FRED器件是否符合某個應用，對比單個參數是不夠的。

1. FRED靜態特性

FRED器件的靜態特性分正向導通特性和反向阻斷特性，包括IF、VF、VR、IRM、EAVL等主要參數。

FRED二極管的靜態特性

（1）IF即正向電流，一般采用最大正向直流電流IFAV來描述二極管的容量或帶載能力，不同的殼溫對應不同的IFAV數值。

（2）VF即正向導通電壓，VF隨二極管正向電流IF的增加而增加。VF和IF的乘積為二極管的導通損耗，使用時VF值應盡量小。由于VF呈現負溫度系數，不建議將FRED并聯。

（3）VR即最大反向阻斷電壓，指FRED二極管的最大工作額定電壓。這個參數具有正溫度系數特性，規格書通常標稱的是25攝氏度的最小值。

（4）IRM即最大反向漏電流，是一個正溫度系數參數，也是影響二極管可靠性的重要參數，其與VR的乘積為FRED二極管阻斷狀態下的損耗。

（5）EAVL即雪崩耐量，這是描述FRED二極管魯棒性的參數，一般二極管電壓超過VR值時都會損壞。對于某些具有雪崩耐量額定EAVL的FRED二極管，只要電壓尖峰總能量小于雪崩耐量額定EAVL，二極管仍然正常工作。

2. FRED動態性能

FRED二極管動態特性包括IF、VR、di/dt、TJ等。這些參數隨測試環境的變化而變化，不同測試條件的測試結果不同。如果需要評估和比對，測試條件必須相同。

FRED二極管動態特性

（1）trr：即反向恢復時間。trr指從電流過零開始，直到通過IRRM和0.25 IRRM兩點的直線的過零點。trr描述二極管反向恢復的速度，是ZVS電路中是比較重要的指標。但是，trr不能直接衡量二極管的反向損耗。

一般情況下，trr隨溫度的增加而大幅度增加，隨測試di/dt的增加而小幅度減小，低IF、VR有小的trr值。

通常，不同生產廠家的數據表都會給出小注入條件IFAV=1A時的trr，供用戶進行橫向對比。

（2）IRRM：即最大反向恢復電流。IRRM的大小嚴重影響對應IGBT/MOSFET的電流應力和開通損耗。一般情況下，IRRM值隨溫度的增加而增加，隨測試di/dt的增加而增加。

（3）Qrr：即反向恢復電荷，其定義為trr期間電流-時間曲線包圍的面積。Qrr與二極管的反向恢復損耗呈正比。

需要注意的是，衡量FRED二極管的關斷損耗性能的參數是Qrr，不是單獨的trr或IRRM。一般情況小，用戶看到的FRED二極管數據表提供的性能參數，都是廠家在自己的工廠里測試的，使用時一定要留意測試條件。如果測試條件不同，參數肯定會不同。

另外，即使標注的測試條件相同，不同廠家的測試結果也有一些許差異，在設計選型時一定要反復比較和論證。

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