超快恢復(fù)二極管模塊的制作和應(yīng)用分析

眾所周知，當(dāng)前電子技術(shù)的發(fā)展方向是：應(yīng)用技術(shù)高頻化、硬件結(jié)構(gòu)模塊化、半導(dǎo)體器件智能化、控制技術(shù)數(shù)字化以及產(chǎn)品性能綠色化（對電網(wǎng)等無污染）。

模塊化結(jié)構(gòu)提高了產(chǎn)品的密集性、安全性和可靠性，同時也可降低裝置的生產(chǎn)成本，縮短產(chǎn)品進(jìn)入市場的周期，提高企業(yè)在市場中的競爭力。由于電路的連線已在模塊內(nèi)部完成，并采用與PCB一樣可刻蝕出各種圖形結(jié)構(gòu)的陶瓷覆銅板（DBC板），因此，大大縮短了模塊內(nèi)元器件之間的連線，可實(shí)現(xiàn)優(yōu)化布線和對稱性結(jié)構(gòu)的設(shè)計，使裝置電路的寄生電感和電容值大大降低，有利于實(shí)現(xiàn)裝置的高頻化。此外，模塊化結(jié)構(gòu)與同容量分立器件結(jié)構(gòu)相比，還具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、連接線簡單，便于維護(hù)和安裝等優(yōu)點(diǎn)，因而大大縮小變流裝置的體積、降低裝置的重量和成本，提高了裝置的效率和可靠性。且模塊的主電極端子、控制端子和輔助端子與模塊銅底板之間具有2.5KV以上有效值的絕緣耐壓，使之能與裝置內(nèi)各種不同模塊共同安裝在一個接地的散熱器上，有利于裝置體積的進(jìn)一步縮小，簡化裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

20世紀(jì)80年代初，絕緣柵雙極晶體管（IBGT）、功率MOS場效應(yīng)管（POWER MOSFET）和集成門極換流晶閘管（IGCT）的研制成功，并得到急劇發(fā)展和商品化，這不僅對電力電子變流器向高頻化發(fā)展提供了堅實(shí)的器件基礎(chǔ)，同時，也為用電設(shè)備高頻化（20KHZ以上）和高頻設(shè)備固態(tài)化、為高效、節(jié)電、節(jié)能、節(jié)材，為實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化、小型化、輕量化和智能化提供了重要技術(shù)基礎(chǔ)。與此同時，給IGBT、功率MOSFET以及IGCT等開關(guān)器件配套的，且不可缺少的FRD和FRED器件也得到飛快發(fā)展。因?yàn)殡S著裝置工作開關(guān)頻率的提高，若沒有FRD和FRED給高頻變頻裝置的開關(guān)器件作續(xù)流、吸收、箝位、隔離、輸入整流器和輸出整流器的配套，那么IGBT、功率MOSFET和IGCT等高頻開關(guān)器件就不能發(fā)揮它們應(yīng)有功能和獨(dú)特作用，這是由于FRED的關(guān)斷特性參數(shù)（反向恢復(fù)時間trr、反向恢復(fù)電荷Qrr和反向峰值電流IRM）的作用所致，最佳和合適參數(shù)的FRED、作為續(xù)流二極管與高頻開關(guān)器件協(xié)調(diào)工作，使高頻逆變電路內(nèi)因開關(guān)器件換流所引起的過電壓尖峰，高頻干擾電壓以及EMI干擾可降至最低，也可降低功耗，使開關(guān)器件的功能得到充分的發(fā)揮。