功率二极管由一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成 。常用于整流、续流和电压箝位等。

两种半导体：P型（空穴型）N型（电子型）

一个区：由不能移动的带电离子组成空间电荷区

两种运动：由于浓度差引起多子的扩散运动。在内电场作用下少子产生漂移运动

一个PN结：扩散运动和漂移运动的动态平衡

单向导电性：

PN结示意图

（1）正向导通：

内电场被削弱，耗尽层变窄。扩散占优势。PN 结呈现的电阻很小，称为正向导通。

（2）反向截止：

内电场被加强，耗尽层变宽。漂移占优势。PN 结呈现的电阻很大，称为反向截止。

电导调制效应（Webster效应）：在大注入时基区电导增大的现象。

门坎电压 Uth：当外加电压大于Uth 时，二极管导通，此后电流迅速上升。

反向饱和电流Is：当外加反向电压时，二极管反向截止，只有微小而恒定的反向漏电流Is 。

击穿电压 UB：当反向电压超过UB后，二极管将被击穿，反向电流迅速增加。分为雪崩击穿、齐纳击穿；可能导致热击穿。

功率二极管伏安特性曲线

反向恢复特性：当处于正向导通的二极管突然施加反压时，它不能立即关断，而是需经过一段时间才能恢复反向阻断能力并进入完全关断状态，这个过程称为反向恢复。

原理：（1）结电容效应CJ ：二极管的结电容（势垒电容+扩散电容）（2）Q ：结电容存储电荷

前提条件：（1）二极管处于正向导通状态；（2）导通过程中突然施加反向电压

功率二极管的反向恢复过程

考虑结电容的二极管模型

[0,t1]

在t1时刻之前，二极管正向导通，uD=UF。

在 t1 时刻，Udc突然反向，iD开始下降。由于回路中的电感L，iD不会瞬时下降到零，二极管仍处于导通状态。

[t1,t2]

在 t2 时刻， iD下降至零。由于结电容存储的电荷Q 并不能立即消失， uD仍为正向导通压降 UF 。

[t2,t3]

在 t3时刻， 反向电流达到最大值 IRP ，该反向电流使存储电荷逐渐消失， uD下降至零。

[t3,t4]

二极管反向阻断能力逐渐恢复，反向等效电阻迅速增大， uD反向增大到最大值 URP后逐渐减小至稳态值 UR。当反向电流降至约 10%IRP时，近似认为反向恢复过程结束。

参数：

trr：二极管的反向恢复时间

td ：延迟时间

tf ：下降时间

SF：柔度系数 SF=tf/td

电压与电流交叠区产生较大的反向恢复损耗。

选择器件时，额定电压应大于电压尖峰产生的电压应力。

正向导通压降 UF：在指定温度下，二极管流过某一稳态正向电流时对应的正向导通压降。

额定正向平均电流 IF☆ ：在指定结温、规定散热条件下二极管允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。

反向重复峰值电压 URRM：二极管工作时所能重复施加的反向最高峰值电压（即额定电压）。使用时，通常按电路中二极管电压应力的 1.5 倍来选取二极管额定电压。

反向恢复时间 trr ：从正向电流过零到反向电流下降到其峰值 10%的时间间隔。

最高允许结温 TjM 结温：PN 结不损坏所能承受的最高平均温度。