為什么要用肖特基二極管續(xù)流？
[導讀]最近有點忙，就來個簡單的點吧。?我們來看一個問題：為什么開關(guān)電源中，一般用肖特基二極管續(xù)流，不用快恢復二極管呢？?答案主要有兩點：一是肖特基二極管導通電壓更低。二是肖特基二極管速度更快，反向恢復時間更小。如此一來，使用肖特基二極管肯定損耗是更小的，溫度更低，也不會燙成狗，這樣整個...
最近有點忙，就來個簡單的點吧。?我們來看一個問題：為什么開關(guān)電源中，一般用肖特基二極管續(xù)流，不用快恢復二極管呢？?答案主要有兩點：一是肖特基二極管導通電壓更低。二是肖特基二極管速度更快，反向恢復時間更小。如此一來，使用肖特基二極管肯定損耗是更小的，溫度更低，也不會燙成狗，這樣整個開關(guān)電源效率也更高。?上面這一段話，想必大家都知道，不過僅從文字上面看，有一種模糊，不那么透徹的感覺，今天就主要結(jié)合實例，對比肖特基和快恢復二極管兩者的差異。?之所以想寫下這個，還是在上期寫文章時，無意中看到了二極管反向恢復時間的影響。
當時在文章中僅僅是提了一下，不過個人覺得這個還是挺重要的，所以我就記錄了下來，這次就專門來看一下。?實驗電路就用上次的Boost電路，如下圖：
這次我們重點關(guān)注圖中的二極管，當然了，這個二極管一般使用肖特基二極管，圖中使用的是MBR735，也是一個肖特基二極管。
我們看一下二極管的電流和電壓波形，如下圖：
可以看到，這個肖特基二極管的導通時間是0.5V左右。
另一方面，二極管在導通到截止切換時，電流有一個向下的脈沖，峰值可以達到-1.2A，這個是反向電流。
也就是說，二極管存在反向?qū)ǖ臅r間，并不能在電壓反向時馬上截止。我們把下沖拉開看看，如下圖：
大的負電流持續(xù)的時間大概是2ns左右，在6ns時電流完全降低到0。
為什么會有這個負電流呢？
這是因為肖特基二極管存在結(jié)電容，這個結(jié)電容大概是200pF左右，比硅二極管要大（硅一般是20pF左右，這里的數(shù)值僅供參考，不同二極管不同），電容電壓發(fā)生變化，自然會有充放電發(fā)生，就形成了電流。
也有個說法是肖特基二極管也存在反向恢復時間，只不過很短，小于10ns。
不過我的看法是肖特基是不存在反向恢復時間的，因為反向恢復時間一般認為是少數(shù)載流子的存儲效應導致的，而肖特基二極管是由肖特基結(jié)構(gòu)成的，不存在少子。
但是肖特基二極管它存在結(jié)電容，而且這個結(jié)電容比硅二極管要大，這個結(jié)電容引起的效果有點像是反向恢復時間。
好了，這個定義就不糾結(jié)了，總之意思大概就是，肖特基二極管的反向電流會比較小，持續(xù)時間也會比較短。
以上是肖特基二極管的情況，下面看看超快恢復二極管。?換為超快恢復二極管
電路只將二極管換成了超快恢復二極管MURS320。
從它的手冊里面可以知道，反向恢復時間最大是35ns，這在二極管中這已經(jīng)是相當小的。
我們也看一下它的電流和電壓波形。
可以看到，導通電壓要更高一些，是0.7V左右。
這個下沖就更明顯了，直接達到了-38A左右，有點嚇人。
我們也把下沖拉開看看。
可以看到，持續(xù)的時間大概是5ns左右。
這里可能有一個疑問：前面不是說這個管子反向恢復時間是35ns左右嗎？怎么現(xiàn)在這么?。?/span>
我的想法是，反向恢復時間是在一定條件下測試的，反向電流是有限制的，如下圖：
而我們這個boost電路，肯定跟這個測試電路是不同的，在反向時，并沒有什么別的器件能阻礙反向電流，所以反向電流會比較大。
并且，二極管反向恢復時間，就是正向?qū)〞rPN結(jié)存儲的少數(shù)載流子電荷耗盡所需要的時間。
反向截止之前，正向電流一定，那么存儲的電荷就一定。截止切換時，反向電流越大，那么存儲的電荷消耗得就越快，進而導致持續(xù)的時間越短，所以我們看起來的反向恢復時間與二極管手冊里面有較大區(qū)別。
具體二極管反向恢復時間，我以前也專門寫了篇文章專門解釋，有興趣可以看看。《二極管結(jié)電容和反向恢復時間都是怎么來的》??超快恢復換成普通硅二極管會怎么樣？
結(jié)果是：換成普通硅二極管之后，這個boost直接工作異常，輸出電壓不對了，直接gg。。。
原因想想也很簡單，普通硅二極管的反向恢復時間都到了us級別了，開關(guān)頻率300Khz，周期就是3.3us，半個周期是1.67us，在這個頻率下，二極管基本可以看作是一直導通了。
這個就不截圖演示了。?小結(jié)本節(jié)主要從波形上面來對比肖特基和超快恢復二極管之間的區(qū)別，希望同志們在頭腦中對于二極管反向恢復時間有一個更為清晰的認識。?文章中的仿真原文件，芯片手冊文檔等。我都放在了網(wǎng)盤，微信公眾號后臺回復“煉成之路”即可下載了，東西有點多。
文件所在目錄是：煉成之路-->電源-->為什么要用肖特基二極管續(xù)流。
來源：硬件工程師煉成之路版權(quán)歸原作者所有，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除。
當時在文章中僅僅是提了一下，不過個人覺得這個還是挺重要的，所以我就記錄了下來，這次就專門來看一下。?實驗電路就用上次的Boost電路，如下圖：
這次我們重點關(guān)注圖中的二極管，當然了，這個二極管一般使用肖特基二極管，圖中使用的是MBR735，也是一個肖特基二極管。
我們看一下二極管的電流和電壓波形，如下圖：
可以看到，這個肖特基二極管的導通時間是0.5V左右。
另一方面，二極管在導通到截止切換時，電流有一個向下的脈沖，峰值可以達到-1.2A，這個是反向電流。
也就是說，二極管存在反向?qū)ǖ臅r間，并不能在電壓反向時馬上截止。我們把下沖拉開看看，如下圖：
大的負電流持續(xù)的時間大概是2ns左右，在6ns時電流完全降低到0。
為什么會有這個負電流呢？
這是因為肖特基二極管存在結(jié)電容，這個結(jié)電容大概是200pF左右，比硅二極管要大（硅一般是20pF左右，這里的數(shù)值僅供參考，不同二極管不同），電容電壓發(fā)生變化，自然會有充放電發(fā)生，就形成了電流。
也有個說法是肖特基二極管也存在反向恢復時間，只不過很短，小于10ns。
不過我的看法是肖特基是不存在反向恢復時間的，因為反向恢復時間一般認為是少數(shù)載流子的存儲效應導致的，而肖特基二極管是由肖特基結(jié)構(gòu)成的，不存在少子。
但是肖特基二極管它存在結(jié)電容，而且這個結(jié)電容比硅二極管要大，這個結(jié)電容引起的效果有點像是反向恢復時間。
好了，這個定義就不糾結(jié)了，總之意思大概就是，肖特基二極管的反向電流會比較小，持續(xù)時間也會比較短。
以上是肖特基二極管的情況，下面看看超快恢復二極管。?換為超快恢復二極管
電路只將二極管換成了超快恢復二極管MURS320。從它的手冊里面可以知道，反向恢復時間最大是35ns，這在二極管中這已經(jīng)是相當小的。
我們也看一下它的電流和電壓波形。
可以看到，導通電壓要更高一些，是0.7V左右。
這個下沖就更明顯了，直接達到了-38A左右，有點嚇人。
我們也把下沖拉開看看。
可以看到，持續(xù)的時間大概是5ns左右。
這里可能有一個疑問：前面不是說這個管子反向恢復時間是35ns左右嗎？怎么現(xiàn)在這么?。?/span>
我的想法是，反向恢復時間是在一定條件下測試的，反向電流是有限制的，如下圖：
而我們這個boost電路，肯定跟這個測試電路是不同的，在反向時，并沒有什么別的器件能阻礙反向電流，所以反向電流會比較大。
并且，二極管反向恢復時間，就是正向?qū)〞rPN結(jié)存儲的少數(shù)載流子電荷耗盡所需要的時間。
反向截止之前，正向電流一定，那么存儲的電荷就一定。截止切換時，反向電流越大，那么存儲的電荷消耗得就越快，進而導致持續(xù)的時間越短，所以我們看起來的反向恢復時間與二極管手冊里面有較大區(qū)別。
具體二極管反向恢復時間，我以前也專門寫了篇文章專門解釋，有興趣可以看看。《二極管結(jié)電容和反向恢復時間都是怎么來的》??超快恢復換成普通硅二極管會怎么樣？
結(jié)果是：換成普通硅二極管之后，這個boost直接工作異常，輸出電壓不對了，直接gg。。。
原因想想也很簡單，普通硅二極管的反向恢復時間都到了us級別了，開關(guān)頻率300Khz，周期就是3.3us，半個周期是1.67us，在這個頻率下，二極管基本可以看作是一直導通了。
這個就不截圖演示了。?小結(jié)本節(jié)主要從波形上面來對比肖特基和超快恢復二極管之間的區(qū)別，希望同志們在頭腦中對于二極管反向恢復時間有一個更為清晰的認識。?文章中的仿真原文件，芯片手冊文檔等。我都放在了網(wǎng)盤，微信公眾號后臺回復“煉成之路”即可下載了，東西有點多。
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