[發明專利]一種快速軟恢復二極管及其生產方法

有效

• 申請號: 201110456082.7
• 申請日: 2011-12-18
• 公開（公告）號: CN102623512A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 周立敬
• 申請（專利權）人: 周立敬
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861;H01L21/329
• 代理公司: 永康市聯縉專利事務所(普通合伙) 33208
• 代理人: 柯利進

技術領域

本發明涉及一種快速軟恢復二極管及其生產方法。

背景技術

隨著電力電子技術的發展，各種變頻電路的應用不斷擴大，這些電路要求快速二極管的反向恢復時間短，反向恢復電荷少，并具有軟恢復特性。圖1所示為逆變典型主電路，其開關逆變轉換過程中，產生的干擾在輸出整流二極管D1或D2截止時。當二極管D1或D2均具有硬恢復特性時，這種二極管在變壓器漏感和結電容，分布電容的諧振下，在開關管IGBT兩端會產生很高的開關電流毛刺或電壓毛刺，且遠比所加反向電壓高，將嚴重干擾電路輸出及電路本身，還會危害負載及自身安全。

所有的PN結二極管在傳導正向電流時，都將以少子的形式儲存電荷。當在導通的二極管上加反向電壓后，由于導通時在基區存貯有大量少數載流子，故到截止時要把這些少數載流子完全抽出或是中和掉是需要一定時間的，即反向阻斷能力的恢復需要經過一段時間，這個過程就是反向恢復過程，發生這一過程所用的時間定義為反向恢復時間trr。

圖2為二極管反向恢復電流波形圖，其反向恢復時間由兩部分組成：trr＝tA+tB，存儲時間tA是結邊緣少子濃度達到零的時間，復合時間tB是耗盡或復合剩余電荷所需的時間，常用tB/tA來確定反向恢復軟度因子S，其S越大軟恢復特性越好。提高二極管的軟度因子S，可以顯著減小反向恢復電流的下降速度dirr/dt、反向峰值電流IRM及反向峰值電壓VRM，大大提高功率器件及電路的可靠性與穩定性。

目前，軟度因子S高，軟恢復特性好的快速軟恢復二極管，一是選擇合適的少子壽命控制方法進行生產，如擴金器件或電子輻照器件；二是通過改善二極管的結構設計進行生產，如外延二極管挖槽結構及外延雙基區結構器件等。但它們都存在以下問題：即都是針對芯片結構本身進行工藝改造，使得工藝復雜，加工難度大，產品成本高。

發明內容

本發明為解決上述現有技術快速軟恢復二極管存在的問題，提供一種新的快速軟恢復二極管及其生產方法，其加工簡單，成本低，并且軟恢復特性好。

為實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種快速軟恢復二極管，由至少兩只快速二極管并聯組合構成，其特征是：所述并聯組合中各快速二極管的反向恢復時間具有：trra＝(0.1-0.9)trrb，其中trra為較大一只快速二極管的反向恢復時間；trrb為其余任意一只快速二極管的反向恢復時間。

優選的，所述并聯組合中各快速二極管的反向恢復時間為：trra＝(0.3-0.5)trrb，其中trra為較大一只快速二極管的反向恢復時間；trrb為其余任意一只快速二極管的反向恢復時間。

本發明所述一種快速軟恢復二極管的生產方法，其特征是：

(a)選取至少兩只快速二極管，且其反向恢復時間具有：trra＝(0.1-0.9)trrb，其中trra為較大一只快速二極管的反向恢復時間；trrb為其余任意一只快速二極管的反向恢復時間；

(b)將選定的上述各快速二極管均并聯組合構成一種快速軟恢復二極管。

本發明的有益技術效果是：由至少兩只反向恢復時間具有trra＝(0.1-0.9)trrb關系的快速二極管并聯組合構成一種快速軟恢復二極管，其加工簡單，成本低，并且軟度因子S提高，軟恢復特性好。

附圖說明

圖1為逆變典型主電路圖。

圖2為快速二極管反向恢復電流波形圖。

圖3為較大反向恢復時間的快速二極管反向恢復電流波形圖。

圖4為較小反向恢復時間的快速二極管反向恢復電流波形圖。

圖5為本發明一種快速軟恢復二極管的反向恢復電流波形圖。

具體實施方式

一種快速軟恢復二極管，由兩只快速二極管并聯組合構成，該并聯組合中各快速二極管的反向恢復時間具有：trra＝(0.1-0.9)trrb，其中trra為較大一只快速二極管的反向恢復時間；trrb為其余任意一只快速二極管的反向恢復時間。優選的trra＝(0.3-0.5)trrb，

本發明將一只反向恢復時間trra較大的快速二極管與其它反向恢復時間trrb較小的快速二極管并聯組合后構成一種快速軟恢復二極管，其軟度因子S提高，軟恢復特性好。

下面參照附圖，對本發明作詳細說明：

在圖3和圖4中，其反向恢復時間trr1＝tA1+tB1，trr2＝tA2+tB2，并且存儲時間tA1＞tA2，復合時間tB1＞tB2，反向峰值電流IRM1＞IRM2。