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140CRP93200 前面已提到,此段曲線不可能是垂直線,因而形成上升時間tr。很明顯,三極管的hfe越大,Tr越短。經(jīng)過延遲時間與上升時間之后,三極管Ic=90%的Icm才認為其已經(jīng)導通,開關閉合,因此導通時間為ta+tr。當驅動脈沖回落至零時,開關的關斷同樣需要一定的時間。
當開關管飽和時,基區(qū)必然積累較多的電荷,集電結形成空穴積累,飽和過程中必然出現(xiàn)IB》IC/hFE,這是使三極管進入飽和區(qū)的可靠保證。但如果IB遠大于IC/hFE,即處于過飽和狀態(tài)(或稱深度飽和狀態(tài)),基區(qū)存儲電荷越多,集電結空穴積累越嚴重,當驅動脈沖截止時,存儲電荷的消散時間也越長,因而在驅動脈沖截止后,將Ic由90%降低為10%的時間稱為存儲時間ts。從三極管結構來說,基區(qū)和集電區(qū)越薄,存儲電荷量就越小,tr也就越小。經(jīng)過ts之后,三極管隨存儲時間基區(qū)正偏逐漸消失,Ic隨之下降,形成下降時間tf。
存儲時間ta+tf,即構成開關管關斷時間。導通時間與關斷時間首先取決于三極管的結構和工藝,其次才是設計合理的開關驅動電路。
導通時間和截止時間構成開關管的導通損耗和截止損耗。因為在此時間內,三極管處于放大區(qū),其管壓降必然增大,功耗隨之增加。與此相同的原理,二極管也有導通/截止時間,不過,在開關電源中,影響最大的是二極管的反向恢復時間。當二極管導通后,外加脈沖降為零,二極管并不會立即截止,恢復到截止需一定時間(與上述相同的原因)。當工作頻率升高時,正向脈沖過后二極管不能及時恢復,其單向導電性則使電路處于短路狀態(tài)。二極管的恢復時間除取決于PN結、N電容以外,還與工藝結構有關,因此有普通工頻整流二極管、快恢復二極管、肖特基二極管之分。
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140CRP93200普通工頻整流二極管正向壓降范圍為1~2V,隨耐壓升高有不同程度的增大。目前其最高反壓可作到5kV以上,最大整流電流達到kA以上。所謂工頻,不單指頻率,還指其波形是正弦波,其反向恢復時間比較慢,因此,此類二極管不適直用在方波逆變器中作整流和阻尼。在開關電源中,也只能用于交流電源整流。
快恢復二極管,指反向恢復時間在50~200ns范圍內,可用于100kHz。以下的開關脈沖的整流、箝位及開關管的阻尼電路等。快恢復二極管的參數(shù)與生產(chǎn)工藝有關,反向恢復時間最快的屬外延法生產(chǎn)的二極管.一般手冊中所列最高反壓為其擊穿電壓的80%,選用時需注意留有適當?shù)挠嗔俊?nbsp;
肖特基二極管SBD為多數(shù)載流子單向導電器件,其開關時間極短,一般為50~100ns。其最大特點是:正向壓降理論上為0.3~0.5V,額定電流不超出0.6~0.8V,比PN結二極管的最大正向壓降1~1.2V低近一倍,因此作低壓大電流脈沖整流十分有利。但肖特基二極管反向電壓較低,大多為40V以下,只有極少數(shù)產(chǎn)品能達到100V。一股用于低壓輸出開關電源中和大電流低電壓的脈沖整流電路中。