相当于二极管,单向不可控。控制方便、可靠性高,广泛用于大功率直流电源。
1.结构
不可控器件以PN结为基础,与普通二极管原理基本相同,功率比普通二极管大很多。普通二极管的结构与图形符号见图4-2。普通整流管在PN结两侧引出电极封装。根据工艺及器件功率容量,有三种管芯结构,见图4-3。
①P-N结构:最简单,耐压高,正向压降大,不适用于高电压大电流。
②P+-i-N+结构:中间区域为低掺杂区,两边重掺杂区,正向压降小,为大功率普通整流管。
③P+-p-n-N+结构:与第二种结构相似,大功率整流管结构。
2.伏安特性
普通整流管的伏安特性曲线见图4-4,具有单向导电性,可用于整流。
图4-2 普通二极管的结构与图形符号
图4-3 普通整流管的基本结构
3.正向压降
包括基区体压降UM、结压降Uj和接触压降UB。基区体压降UM起主要作用。
4.开关特性
即器件导通和截止状态之间转换时的特性。PN结电荷量随外加电压而变化,呈结电容,状态转化中有延迟。伏安特性随时间不断变化,直到稳态。开关特性含正向导通和反向恢复,前者由截止到导通,通态压降先到过冲峰值UFP,经正向恢复时间tFR恢复,通态压降稳定在特性值;后者由导通到截止,电流从通态平均电流下降到零,由于载流子抽取形成较大的反向峰值电流IRM,经一段时间,反向电流逐渐趋于器件的反向电流特性值,到稳定截止,见图4-5。开关速度决定器件工作频率,普通整流管开关频率<400Hz。处理高频电流信号时必须选用快恢复整流管。
图4-4 普通整流管的伏安特性曲线
图4-5 整流管正向导通和反向恢复过程波形
5.额定值与特性值(www.daowen.com)
额定值是器件在整个工作温度范围内必须符合的极限容量,如超额定值器件无法正常工作或永久失效;特性值是器件本身固有并可测量的值,每个器件都有特性值,标准或产品手册给出允许范围,如特性值参数超范围,一般不直接造成器件失效但性能下降。
(1)额定值
①正向平均电流IF(AV):1个周期内正向电流的平均值,与电流波形有关,一般是规定壳温下的正弦半波电流。
②正向方均根电流IF(RMS):1个周期内正向电流的方均根。
③正向浪涌电流IFSM:因电路异常引起,可使结温超额定结温但不导致器件损坏的不重复性最大过载峰值电流。
④I2t:浪涌电流二次方在持续时间内的积分值,选择快速熔断器时的重要参数,使快速熔断器的I2t值≤器件的I2t值。
⑤反向重复峰值电压URRM:整流管两端出现的重复最大瞬时值反向电压。
⑥反向不重复峰值电压URSM:整流管两端出现的任何不重复最大瞬时值瞬态反向电压。
⑦额定工作结温Tjm:器件正常工作时允许的最高温度。
⑧储存温度Tstg:器件在没有施加电压时的存放温度。
(2)特性值
①正向峰值电压UFM:整流管通以π倍或规定倍数额定正向平均电流值时的瞬态峰值电压。
②反向重复峰值电流IRRM:整流管加上反向重复峰值电压时的峰值电流。
③结壳热阻Rjc:整流管结温和管壳规定点的温度差与引起温度差的耗散功率之比。
④接触热阻Rcs:管壳基准点到散热器基准点之间温度差与耗散功率之比。
(3)电流额定 普通整流管电流的额定值一般用管壳额定方法,以管壳规定点温度为基准点,实际工作结温不超过且尽量接近最高允许结温为判据额定器件的正向平均电流。
6.硅整流管模块
常见硅整流管模块内部结构见图4-6。
图4-6 硅整流管模块内部结构
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