P型和N型半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體是在本征半導(dǎo)體(一種完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體)摻入少量三價(jià)元素雜質(zhì),如硼等。
因硼原子只有三個(gè)價(jià)電子,它與周圍的硅原子形成共價(jià)鍵,因缺少一個(gè)電子,在晶體中便產(chǎn)生一個(gè)空位,當(dāng)相鄰共價(jià)鍵上的電子獲得能量時(shí)就有可能填補(bǔ)這個(gè)空位,使硼原子成了不能移動(dòng)的負(fù)離子,而原來的硅原子的共價(jià)鍵則因缺少一個(gè)電子,形成了空穴,但整個(gè)半導(dǎo)體仍呈中性。這種P型半導(dǎo)體中以空穴導(dǎo)電為主,空穴為多數(shù)載流子,自由電子為少數(shù)載流子。
N型半導(dǎo)體形成的原理和P型原理相似。在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)原子,如磷等。摻入后,它與硅原子形成共價(jià)鍵,產(chǎn)生了自由電子。在N型半導(dǎo)體中,電子為多數(shù)載流子,空穴為少數(shù)載流子。
因此,在本征半導(dǎo)體的兩個(gè)不同區(qū)域摻入三價(jià)和五價(jià)雜質(zhì)元素,便形成了P型區(qū)和N型區(qū),根據(jù)N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的特性,可知在它們的交界處就出現(xiàn)了電子和空穴的濃度差異,電子和空穴都要從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域擴(kuò)散,它們的擴(kuò)散使原來交界處的電中性被破壞
高頻開關(guān)下,二極管模塊的結(jié)電容(Cj)會(huì)引入額外損耗,需搭配 RC 緩沖電路抑制。浙江中車二極管
雙基極二極管價(jià)格肖特基二極管模塊反向恢復(fù)時(shí)間極短,適用于高頻開關(guān)電源,減少能量損耗和發(fā)熱。
二極管就是由一個(gè)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(kuò)散作用,將P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體制作在同一塊半導(dǎo)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?yàn)镻N結(jié)的單向?qū)щ娦?,二極管導(dǎo)通時(shí)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(gè)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(fù)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(hào)用VD表示。
英飛凌CoolSiC?系列SiC肖特基二極管模塊是第三代半導(dǎo)體的技術(shù)***,具有零反向恢復(fù)電荷(Qrr)、正溫度系數(shù)和超高結(jié)溫(175℃)等優(yōu)勢(shì)。其獨(dú)特的溝槽柵結(jié)構(gòu)使1200V模塊的比導(dǎo)通電阻低至2.5mΩ·cm2,開關(guān)損耗較硅基模塊降低70%。在光伏逆變器應(yīng)用中,實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,采用CoolSiC?模塊的系統(tǒng)效率提升1.5個(gè)百分點(diǎn),年發(fā)電量增加約2000kWh。此外,該模塊通過了嚴(yán)苛的1000次-55℃~175℃溫度循環(huán)測(cè)試,可靠性遠(yuǎn)超行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),成為新能源和工業(yè)高功率應(yīng)用的**產(chǎn)品。二極管模塊集成多個(gè)二極管芯片,提供高功率密度和穩(wěn)定性能,廣泛應(yīng)用于整流和逆變電路。
肖特基二極管模塊以其極低的正向壓降(0.3-0.5V)和近乎無反向恢復(fù)時(shí)間的特性,成為高頻開關(guān)電源的理想選擇。這類模塊通?;诠杌蛱蓟璨牧?,適用于DC-DC轉(zhuǎn)換器、通信電源和服務(wù)器供電系統(tǒng)。例如,在數(shù)據(jù)中心中,肖特基模塊可明顯降低48V-12V轉(zhuǎn)換級(jí)的能量損耗,提升整體能效。然而,肖特基二極管的漏電流較大,耐壓能力相對(duì)較低(一般不超過200V),因此在高電壓應(yīng)用中需謹(jǐn)慎選擇。現(xiàn)代肖特基模塊通過優(yōu)化金屬-半導(dǎo)體接觸工藝和集成溫度保護(hù)功能,進(jìn)一步提升了其可靠性和適用場(chǎng)景。 西門康SiC二極管模塊利用碳化硅材料特性,實(shí)現(xiàn)高溫穩(wěn)定運(yùn)行,適用于新能源汽車和充電樁應(yīng)用。中國(guó)澳門二極管產(chǎn)品介紹
脈沖電流(IFSM)參數(shù)反映二極管模塊的浪涌耐受能力,啟動(dòng)電路需重點(diǎn)關(guān)注。浙江中車二極管
快恢復(fù)二極管模塊的開關(guān)機(jī)理快恢復(fù)二極管(FRD)模塊的逆向恢復(fù)特性(trr<100ns)源于芯片的少子壽命控制技術(shù)。通過電子輻照或鉑摻雜,將PN結(jié)少數(shù)載流子壽命從μs級(jí)縮短至ns級(jí)。以1200V/50A FRD模塊為例,其反向恢復(fù)電流(Irr)與軟度因子(S=ta/tb)直接影響IGBT模塊的開關(guān)損耗。測(cè)試數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)di/dt=100A/μs時(shí),優(yōu)化后的模塊Irr<30A,且S>0.8,可減少關(guān)斷電壓尖峰50%以上。模塊內(nèi)部常集成RC緩沖電路,利用10Ω+100nF組合吸收漏感能量,抑制電磁干擾(EMI)。 浙江中車二極管