SiC肖特基二極管模塊利用寬禁帶材料(Eg=3.26eV)的特性實現(xiàn)超快開關(guān)。其金屬-半導體接觸形成的肖特基勢壘高度(ΦB≈1.2eV)決定了正向壓降(Vf≈1.5V@25℃)。與硅器件相比,SiC模塊的漂移區(qū)電阻降低90%(因臨界擊穿電場達3MV/cm),故1200V模塊的比導通電阻2mΩ·cm2。獨特的JBS(結(jié)勢壘肖特基)結(jié)構(gòu)在PN結(jié)和肖特基結(jié)并聯(lián),使模塊在高溫下漏電流仍<1μA(175℃時)。羅姆的SiC模塊實測顯示,其反向恢復電荷(Qrr)為硅FRD的1/5,可使逆變器開關(guān)頻率提升至100kHz以上。 快速恢復二極管模塊可明顯降低開關(guān)損耗,提升高頻電源轉(zhuǎn)換效率,適用于光伏和UPS系統(tǒng)。貴州艾賽斯二極管
英飛凌的HybridPACK? Drive系列SiC二極管模塊專為電動汽車設(shè)計,滿足AEC-Q101和ISO 26262 ASIL-D功能安全標準。該模塊采用碳化硅技術(shù),開關(guān)頻率高達300kHz,雜散電感*7nH,使800V高壓平臺逆變器的效率突破99%。其創(chuàng)新設(shè)計包括銅基板直接水冷(熱阻0.1K/W)和增強型柵極驅(qū)動集成,保護響應(yīng)時間縮短至100ns。在奔馳EQS等**電動車型中,該模塊可提升8%的續(xù)航里程,并將快充時間(10%-80% SOC)縮短至20分鐘。英飛凌還提供預測性健康監(jiān)測算法,可提前500小時識別潛在故障,大幅提升系統(tǒng)可靠性。云南二極管規(guī)格是多少與分立二極管相比,模塊方案可減少 50% 以上的焊接點,降低虛焊風險。
外加正向電壓時,在正向特性的起始部分,正向電壓很小,不足以克服PN結(jié)內(nèi)電場的阻擋作用,正向電流幾乎為零,這一段稱為死區(qū)。這個不能使二極管導通的正向電壓稱為死區(qū)電壓。當正向電壓大于死區(qū)電壓以后,PN結(jié)內(nèi)電場被克服,二極管正向?qū)?,電流隨電壓增大而迅速上升。在正常使用的電流范圍內(nèi),導通時二極管的端電壓幾乎維持不變,這個電壓稱為二極管的正向電壓。當二極管兩端的正向電壓超過一定數(shù)值 ,內(nèi)電場很快被削弱,特性電流迅速增長,二極管正向?qū)ā?叫做門坎電壓或閾值電壓,硅管約為0.5V,鍺管約為0.1V。硅二極管的正向?qū)▔航导s為0.6~0.8V,鍺二極管的正向?qū)▔航导s為0.2~0.3V。
二極管的結(jié)構(gòu)組成
二極管就是由一個PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線及管殼封裝而成的。
采用不同的摻雜工藝,通過擴散作用,將P型半導體與N型半導體制作在同一塊半導體(通常是硅或鍺)基片上,在它們的交界面就形成空間電荷區(qū)稱為PN結(jié)。
由P區(qū)引出的電極稱為陽極,N區(qū)引出的電極稱為陰極。因為PN結(jié)的單向?qū)щ娦?,二極管導通時電流方向是由陽極通過管子內(nèi)部流向陰極。
二極管有兩個電極,由P區(qū)引出的電極是正極,又叫陽極;由N區(qū)引出的電極是負極,又叫陰極。三角箭頭方向表示正向電流的方向,二極管的文字符號用VD表示。
光伏逆變器中,IGBT 與二極管模塊并聯(lián),構(gòu)成功率開關(guān)單元實現(xiàn)能量雙向流動。
光伏發(fā)電系統(tǒng)中,二極管模塊主要用于旁路(Bypass)和防反灌(Blocking)功能。旁路二極管模塊在太陽能電池板部分遮蔭時,為電流提供替代路徑,避免“熱斑效應(yīng)”損壞電池片,典型應(yīng)用如光伏接線盒中的肖特基二極管模塊。防反灌模塊則防止夜間電池板反向消耗電能,通常采用大電流硅二極管模塊,耐壓高達1000V。模塊化的封裝(如TO-247)增強散熱能力,適應(yīng)戶外高溫環(huán)境。此外,智能二極管模塊(如Tigo的優(yōu)化器)還集成MPPT功能,進一步提升發(fā)電效率,成為分布式光伏系統(tǒng)的重要組件。 賽米控快速恢復二極管模塊可降低開關(guān)損耗,提升系統(tǒng)效率,是光伏逆變器和UPS電源的理想選擇。貴州艾賽斯二極管
高電壓二極管模塊采用優(yōu)化封裝設(shè)計,耐壓可達數(shù)千伏,適用于工業(yè)變頻器和高壓電源。貴州艾賽斯二極管
二極管伏安特性
二極管具有單向?qū)щ娦?,二極管的伏安特性曲線如圖2所示 。二極管的伏安特性曲線在二極管加有正向電壓,當電壓值較小時,電流極??;當電壓超過0.6V時,電流開始按指數(shù)規(guī)律增大,通常稱此為二極管的開啟電壓;當電壓達到約0.7V時,二極管處于完全導通狀態(tài),通常稱此電壓為二極管的導通電壓,用符號UD表示。
對于鍺二極管,開啟電壓為0.2V,導通電壓UD約為0.3V。在二極管加有反向電壓,當電壓值較小時,電流極小,其電流值為反向飽和電流IS。當反向電壓超過某個值時,電流開始急劇增大,稱之為反向擊穿,稱此電壓為二極管的反向擊穿電壓,用符號UBR表示。不同型號的二極管的擊穿電壓UBR值差別很大,從幾十伏到幾千伏。
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