电力整流管ppt课件

1、5.1 电力整流管电力整流管 内容内容1、电力整流二极管的构造、电力整流二极管的构造2、PiN结二极管的反向耐压特性与耐压设计结二极管的反向耐压特性与耐压设计4、PiN二极管通态特性二极管通态特性5、PiN二极管动态特性二极管动态特性3、外表外型与维护、外表外型与维护6、快恢复整流管、快恢复整流管 FRD)1、电力整流二极管的构造、电力整流二极管的构造NPTPTpn-n阳极阳极阴极阴极pn-nEADNN构造构造2、二极管的反向耐压特性与耐压设计、二极管的反向耐压特性与耐压设计主要内容主要内容单边突变结单边突变结P+-N结的雪崩击穿电压结的雪崩击穿电压 P+NN+PIN)二极管的击穿电压二极管的

2、击穿电压 二极管耐压的设计二极管耐压的设计43134313)(1034.51034.5nDBqNV43)10694(nBV1单边突变结单边突变结P+-N结的雪崩击穿电压结的雪崩击穿电压n取为取为01550cm2/V.s 2 2PTPT二极管的击穿电压二极管的击穿电压BcrIBBcrBcrBPTxEwxxExEVV21212 P+ N N+ 0 wI x E Ecr xB22PTIIBBBVwwVxxBIxw22PTBVV3二极管耐压的设计二极管耐压的设计1NPT构造二极管的耐压设计构造二极管的耐压设计: 设计目的设计目的VBnxmB wN 设计过程设计过程为耐压设计指标RRMV43nBCV)(

3、22212121mVANqVqNVxBnDnBnsDBsmBmBNxw2 . 1%90RRMBVVC=94106A=0.531非穿通构造的非穿通构造的wN大于大于xmB3二极管耐压的设计二极管耐压的设计2PT构造二极管的耐压设计构造二极管的耐压设计: 确定满足耐压，并且使确定满足耐压，并且使I(N-)区厚度最小的区厚度最小的I区区电阻率电阻率no和最小的和最小的 I区厚度区厚度wIm设计思想设计思想BPTVV)2(275.0nBCVIm Bwx875.021531.0)(531.0nBnmBCVx2875.0875.075.0531.02531.02nInInPTCwCwCVPT二极管的耐压设

4、计二极管的耐压设计: 2875.0875.075.0531.02531.02nInInPTCwCwCV0/nIddw对于一定的对于一定的VPT,使使wI为最小值的为最小值的n0和和wIm67Im5.53PTVw344.70PTnoV在击穿电压在击穿电压VPT一定时一定时,有一个最小的基区宽度有一个最小的基区宽度WI,而且必需在而且必需在电阻率为电阻率为no的条件下的条件下 3、 外表外型与维护外表外型与维护外表电场与外表击穿外表电场与外表击穿 结的的边缘外型技术结的的边缘外型技术 整流管的外表外型整流管的外表外型 P-N结的外表钝化与维护结的外表钝化与维护 内容内容1外表电场与外表击穿外表电场

5、与外表击穿 体 内 PN 结 表面 PN 结 体内PN 结特性 外表PN结特性 合成特性 VR IR 外表外表PN结与体内结与体内PN结的等效电路结的等效电路 外表外表PN结与体内结与体内PN结的特性结的特性 提高外表击穿电压的主要方法是外表外型技术提高外表击穿电压的主要方法是外表外型技术2PN结的的边缘外型技术结的的边缘外型技术PN结的的边缘外型技术结的的边缘外型技术外表斜角外型技术外表斜角外型技术场限环场限环正斜角正斜角负斜角负斜角外表斜角外型技术外表斜角外型技术正斜角正斜角正斜角是从重掺杂至轻掺正斜角是从重掺杂至轻掺杂结面积逐渐减小的结。杂结面积逐渐减小的结。 正斜角作用是降低外表电正斜

6、角作用是降低外表电场。场。 降低外表降低外表电场的机理电场的机理 sinBsxxsinsinBBsExVE外表斜角外型技术外表斜角外型技术负斜角负斜角负斜角是从轻掺杂至重掺负斜角是从轻掺杂至重掺杂结面积逐渐减小的结。杂结面积逐渐减小的结。 由于由于P+区是重掺杂，所以区是重掺杂，所以在一定的斜角范围内斜面的在一定的斜角范围内斜面的耗尽层宽度反而小于体内的。耗尽层宽度反而小于体内的。 sinpSWxxs外表斜角外型技术外表斜角外型技术负斜角负斜角负斜角外型时，应采负斜角外型时，应采用深分散低浓度梯度有用深分散低浓度梯度有利于外表电场的降低。利于外表电场的降低。 当轻掺杂区的杂质浓当轻掺杂区的杂质

7、浓度较小时，体内的度较小时，体内的VB虽能得到提高。但负斜虽能得到提高。但负斜角必需很小，才干把最角必需很小，才干把最大电场减小到同样值。大电场减小到同样值。对击穿电压对击穿电压4000V以上以上的器件，要求负斜角小的器件，要求负斜角小于于1，这很难实现。，这很难实现。sinNNm P Bm Bm BSPWWEEEWWPN结的的边缘外型技术结的的边缘外型技术场限环场限环场限环是分散构成场限环是分散构成P-N结的同结的同时，在其周围做同样掺杂的一个时，在其周围做同样掺杂的一个分散环。场限环和主结及其它电分散环。场限环和主结及其它电极无接触。极无接触。场限环的作用是相当于在平面场限环的作用是相当于

8、在平面型功率器件的边缘添加了一个电型功率器件的边缘添加了一个电压的分压器压的分压器,由于场限环由于场限环 的存在的存在使电压分配在更长的一段间隔内使电压分配在更长的一段间隔内,从而阻止了由于电场过高而出现从而阻止了由于电场过高而出现的击穿。的击穿。场限环的设计原那么是主场限环的设计原那么是主PN 发生雪崩击穿之前其耗发生雪崩击穿之前其耗尽区与场限环穿通尽区与场限环穿通,继续上升继续上升的外加电压那么由场限环来的外加电压那么由场限环来承当承当,主结电场就会得到控制。主结电场就会得到控制。3整流管的外表外型整流管的外表外型NPT整流管整流管单正斜角外型单正斜角外型双角外型双角外型台面外型台面外型PT整流管整流管双角外型双角外型台面外型台面外型穿通构造的穿通构造的I区较窄，耗尽层能够扩展区较窄，耗尽