浅谈开关电源中的肖特基二极管和快恢复二极管

       开关电源的选型设计过程中，我们用到各类二极管，其中，常用的是肖特基整流二极管和快恢复二极管。那么我们看几个问题：

      1.肖特基二极管和快恢复二极管有什么区别？
      2.反向恢复时间到底是怎么回事？
      3.二极管的功耗算平均电流还是有效值电流？

       先谈谈第一个问题：
       从根本上说，肖特基二极管和快恢复二极管在物理结构上是不一样的。肖特基二极管的阳极是金属，阴极是N型半导体；快恢复二极管基本结构仍然是普通的PIN二极管，即阴阳极分别为N和P型半导体。物理结构决定了两者的电特性。
       1.肖特基二极管反压较低，通常200V以下（济南晶恒电子有限责任公司产品目前已突破300V，成为能够突破300V超高压肖特基二极管的公司）。同等耐压，相同电流下，肖特基二极管的正向压降低于快恢复二极管。
       例如，同样耐压50V的肖特基和超快恢复二极管，在1A电流下，前者的正向压降约0.5V左右，而后者的Vf约0.95V。

       2. 肖特基二极管载流子只有电子，数多子器件理论上没有反向恢复时间，超高压肖特基除外。而快恢复二极管本质上和PIN二极管一样，是少子器件的反向恢复时间通常在几十到几百ns。

       3. 额定反向耐压下，快恢复二极管的反向漏电流较小，通常在几uA到几十uA；肖特基二极管的反向漏电流则通常达到几十uA，高温状态下，部分品种可达几十mA，且随温度升高急剧增大。

       第二个问题，反向恢复时间是怎么回事？
       反向恢复时间基本的定义是：二极管从导通状态转换成关断状态所需的时间。
       从定义可以看出，二极管导通状态下突然施加一个反偏电压，它是不能马上截止的。我们从根本上来看看这是为什么。

       我们常用的PN结二极管，其中重掺杂的P型半导体作为阳极，重掺杂的N型半导体作为阴极，为了承受更高的反向耐压，中间有一段较长的区域为接近本征半导体的轻掺杂N型区域。
       PN结加正偏电压时，在电场作用下，P区的空穴向N区扩散，N区的电子向P区扩散，于是形成正向电流。对于P区而言，N区过来的电子是少子，同样对于N区而言，P区过来的空穴也是少子。因此，PN结二极管实际上是通过少子来传送电流的，即少子器件。
       可见，在正向导通的时候，P区存在大量电子，N区存在大量空穴。

       此外，对于二极管的反向恢复问题，讨论的是二极管的通态损耗，不考虑反向恢复损耗。答案是平均电流。为什么呢？
       首先，二极管的基本特性是单向导通，所以电流是单向的（不考虑反向恢复），而二极管的导通压降通常认为是基本不变的，显然，对一定时间内的电流和电压乘积积分，结果就是平均电流和正向压降的乘积，即二极管通态损耗是以平均电流计算的。
       那有效值电流是否毫无意义呢？也不见得。纯阻性的损耗通过有效值计算，二极管除了PN结外，还有封装的接触电阻、引线电阻，这些部分的损耗，就是通过有效值来评估的，不过相对于结压降，封装带来的压降大多数情况下可以忽略。