二极管在开关电源中有大量应用,按照正向压降、反向耐压、反向漏电流等性能,特别是反向恢复特性的不同,在应用时应根据不同场合的不同要求,选择不同类型的二极管。常用的二极管可以分为以下三类:
(1)普通二极管 普通二极管又称整流二极管,多用于开关频率不高(1kHz以下) 的整流电路中。其反向恢复时间较长,一般在 5μs 以上,在参数表中甚至不列出这一参数,这在开关频率不高时并不重要。但其正向压降低,正向电流定额和反向电压定额可以达到很高,分别可达数千安和数千伏以上。
(2)快恢复二极管(Fast Recovery Diode,FRD)
反向恢复过程很短(5μs以下)的二极管,也简称快速二极管。工艺上多采用了掺金措施,结构上有的采用 PN 结型结构,有的采用改进的 PiN 结构。其正向压降高于普通二极管(1~2V左右) ,反向耐压多在 1200V以下。从性能上可分为快速恢复和超快速恢复两个等级。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长,后者则在 100ns 以下,甚至达到 20~30ns。
(3)肖特基二极管 以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管称为肖特基势垒二极管(Schottky Barrier Diode, SBD)
,简称为肖特基二极管。与以 PN 结为基础的二极管相比,肖特基二极管具有正向压降低(0.4~0.8V) ,反向恢复时间很短(10~40ns)
的优点。肖特基二极管的弱点在于:采用传统硅材料制成的器件反向漏电流较高,并随着结温的升高而显著上升,而且其正向压降随着耐压的上升迅速增大,因此目前其耐压多低于 200V。由于上述特点,肖特基二极管多用于低压场合。
近年来,随着新型材料碳化硅(SiC)的发展,采用碳化硅制成的肖特基二极管的性能大幅度提高,其耐压已达到1200V ,反向恢复特性显著优于常规的硅快恢复二极管,且漏电流很小,高耐压的碳化硅二极管正向通态压降与硅快恢复二极管基本相当。由于碳化硅二极管优良的反向恢复特性,使其在升压型
PFC 电路、高频整流电路等应用场合具有显著的优势。其缺点是目前的价格仍然较高。