1.引言

隨著高頻開關功率器件的發展，高頻開關電源在我們生活中的應用越加廣泛和深入。應用在高頻開關電路中的二極管主要是快速恢復外延二極管，簡稱FRED（Fast Recovery Epitaxial Diode）。雖然FRED不是開關電源中的主動開關器件，但是在高頻開關電路中應用到主開關器件的地方都必須配合使用FRED。性能良好的FRED對提高開關電源總體性能而言是至關重要的。

但是很多工程師在選擇FRED時，都只是片面注重反向恢復時間t_rr等單一參數來進行橫向比較及最終選擇FRED產品進行設計和測試。衡量一個FRED器件是否符合某個產品的具體應用，單個參數的對比是不夠的。而且半導體器件的性能參數都是以廠家設定的情況下的測試數據描述的，所以測試條件不同，參數大都不同。所以本文這里列出了FRED關鍵性能的參數來描述它們在具體應用中的影響，并以次為描述Microsemi公司DQ 系列FRED的主要優點，為客戶的選擇和設計提供參考。

2.二極管的主要性能參數

2.1.靜態參數

下圖為二極管靜態特性的基本描述。靜態特性又分為正向導通特性和反向阻斷特性。

圖1 二極管靜態特性

1） I_F– 二極管的正向電流。通常都用最大正向直流電流I_FAV來描述二極管的容量或帶載能力。這個參數可通過如下公式計算：

對用戶應用而言，不同的殼溫有不同對應的I_FAV數值。

2） V_F– 二極管的正向導通電壓。V_F隨著二極管正向電流I_F的增加而增加。V_F是負溫度系數，所以基本不建議二極管并聯。V_F和I_F的乘積為二極管的導通損耗，所以一般情況下，希望二極管的V_F值盡量小。

3） V_R– 二極管的最大反向阻斷電壓。這是二極管最大工作的額定電壓。在二極管的規格書內這個數值統一了最大重復反向電壓峰值V_RRM以及最大反向工作電壓峰值V_RWM。這個參數具有正溫度系數，通常規格書都標稱25⁰C的最小值。

4） I_RM–二極管最大反向漏電流。這是一個具有正溫度系數的參數。這個數值與V_R的乘積為二極管阻斷狀態下的損耗。另外這個數值是影響二極管的可靠性的相關參數。

5） E_AVL–雪崩耐量。這個參數用于描述二極管的魯棒性。如果電路實際電壓超過V_R值，一般情況下二極管都會損壞。但是對于某些具有雪崩耐量額定E_AVL的二極管，如DQ，如果電壓尖峰總能量小于雪崩耐量額定E_AVL，二極管仍然不會損壞。

2.2.動態參數

下圖為二極管動態特性的基本描述。在不同的測試條件，如I_F，V_R，di/dt，T_J等，測試的結果就會不同。所有的參數對比必須在同樣的測試條件下才有意義。

圖2 二極管動態特性

1） t_rr– 反向恢復時間。其定義是從電流過零開始，直到通過I_RRM和0.25 I_RRM兩點的直線的過零點，如上圖所示。這個參數描述二極管反向恢復的速度，在ZVS電路中是比較重要的指標。但是它不能直接衡量二極管的反向損耗。一般情況下，t_rr的值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I_F，V_R有小的t_rr值。通常不同生產廠家都會給出小注入條件I_FAV=1A時的t_rr作為用戶橫向對比。

2） I_RRM– 最大反向恢復電流。這參數的大小將嚴重影響對應IGBT/MOSFET的電流應力和開通損耗。一般情況下，I_RRM值隨溫度的增加而增加，隨測試di/dt的增加而增加。

3） Q_rr– 反向恢復電荷。Q_rr定義為t_rr期間電流-時間曲線包圍的面積。

Q_rr與二極管的反向恢復損耗呈正比。衡量二極管的關斷損耗性能的參數應該是Q_rr，而不應該是單獨的t_rr或I_RRM。