二极管反向恢复时间测试
二极管反向恢复时间测量电路
二极管反向恢复时间测量电路二极管反向恢复时间是指二极管由正向导通状态转变为反向截止状态所需的时间。
测量二极管反向恢复时间的电路被称为二极管反向恢复时间测量电路。
本文将介绍二极管反向恢复时间的概念、测量电路的基本原理和实际应用。
一、二极管反向恢复时间的概念二极管是一种半导体器件，具有单向导电性。
当二极管处于导通状态时，正向电压施加在二极管上，电流可以通过；而当施加反向电压时，二极管处于截止状态，电流无法通过。
当二极管从导通状态切换到截止状态时，会存在一定的反向恢复时间。
二极管反向恢复时间是指二极管从正向导通状态转换为反向截止状态所需的时间。
在实际应用中，特别是在高频电路中，二极管的反向恢复时间会对电路的性能产生影响，因此需要进行准确测量。
二、二极管反向恢复时间测量电路的基本原理二极管反向恢复时间测量电路一般采用脉冲发生器、测量电阻和示波器等器件组成。
基本原理如下：1. 脉冲发生器：产生一个具有较高频率的矩形脉冲信号，作为输入信号施加到待测二极管上。
2. 测量电阻：连接在二极管的反向电流回路中，用于测量二极管反向电流。
3. 示波器：连接在二极管的正向电流回路中，用于观察二极管的反向恢复过程。
测量过程如下：1. 通过脉冲发生器产生一个矩形脉冲信号，并将其施加到待测二极管上。
2. 同时，将示波器连接到二极管的正向电流回路上，观察二极管的正向导通过程。
3. 当矩形脉冲信号施加到二极管后，二极管从正向导通状态切换到反向截止状态。
4. 在二极管切换过程中，示波器可以观察到二极管的反向恢复过程，包括反向电流的变化过程。
5. 通过示波器上观察到的反向恢复曲线，可以计算出二极管的反向恢复时间。
二极管反向恢复时间测量电路在电子工程领域有着广泛的应用。
主要应用于以下方面：1. 二极管性能评估：通过测量二极管的反向恢复时间，可以评估二极管的性能，判断其在实际应用中是否满足要求。
2. 电路设计和优化：在高频电路设计中，二极管的反向恢复时间对电路的性能和稳定性有着重要影响。
测量FR607和FR307二极管的反向恢复时间
图1 二极管外形图2 示波器存储的波形
图3 二极管正向导通电流图4 二极管反向恢复电流
图5二极管反向恢复电流斜率图6 二极管反向恢复时间
综上可以看出
实测数据（Diodes Incorporated公司）器件标称参数测试反向电压：300V
二极管正向导通电流：5.68*2=11.36A
二极管反向恢复电流：2.24*2=4.48A
二极管反向恢复电流斜率：8A/72nS=55A/uS
二极管反向恢复时间：44nS
反向电压：400V
二极管正向导通电流：0.5A
二极管反向恢复时间：150nS
二极管实测的性能优于器件标称参数，性能不错！
图1 二极管外形图2 示波器存储的波形
图3 二极管正向导通电流图4 二极管反向恢复电流
图5二极管反向恢复电流斜率图6 二极管反向恢复时间综上可以看出
实测数据（M C C）公司器件标称参数
测试反向电压：300V
二极管正向导通电流：2.4*2=4.8A
二极管反向恢复电流：6.64*2=13.28A
二极管反向恢复电流斜率：6A/116nS=51.7A/uS 二极管反向恢复时间：148nS 反向电压：400V
二极管正向导通电流：0.5A 二极管反向恢复电流：1A
二极管反向恢复时间：500nS
二极管的I R高于标称参数，在高频电路中，很可能发热严重。
测试仪器：DI-100，在网上购买的，工程师必备仪器，挺实用的！。
FR307二极管反向恢复时间测试分析
FR307二极管反向恢复时间测试分析 二极管和一般开关的不同在于,“开”与“关”由所加电压的极性决定, 而且“开”态有微小的压降V f,“关”态有微小的电流i0。
当电压由正向变为反向时, 电流并不立刻成为(- i0) , 而是在一段时间ts 内, 反向电流始终很大, 二极管并不关断。
经过ts 后, 反向电流才逐渐变小, 再经过tf 时间, 二极管的电流才成为(- i0) , ts 称为储存时间, tf 称为下降时间。
tr= ts+ tf 称为反向恢复时间, 以上过程称为反向恢复过程。
这实际上是由电荷存储效应引起的, 反向恢复时间就是存储电荷耗尽所需要的时间。
该过程使二极管不能在快速连续脉冲下当做开关使用。
如果反向脉冲的持续时间比tr 短, 则二极管在正、反向都可导通, 起不到开关作用。
首先进行测试的是FR307GW 二极管，其外形实物图如下图所示，使用DI-100进行测试，它可以测试快恢复二极管、场效应管（Mosfet ）内建二极管、IGBT 基内建二极管。
它可以测试二极管反向电流峰值100A ，二极管正向电流30A ，测量精度10nS ，测试的过程中不必担心二极管接反的问题。
图1 二极管实物及恢复特性图2 二极管正向导通电流 图3 二极管反向恢复电流图4二极管反向恢复电流斜率图5 二极管反向恢复时间以上波形是DI-100把偏置电压设置到150V测试的结果，综上可以看出，二极管正向导通电流：3.52A，二极管反向恢复电流：6.64A，二极管反向恢复电流斜率：7.76A/uS，二极管反向恢复时间：550nS。
这个器件的参数，基本上是满足说明书要求的，应用时应该没有什么太大的问题。
接着使用DI-100测试FR307ZG二极管，二极管外形实物图如下图所示：图1 二极管实物图2 二极管正向导通电流图3 二极管反向恢复电流图4二极管反向恢复电流斜率图5 二极管反向恢复时间以上波形仍然是DI-100把偏置电压设置到150V测试的结果，综上可以看出，二极管正向导通电流：2.96A，二极管反向恢复电流：3.6A，二极管反向恢复电流斜率：10.24A/uS，二极管反向恢复时间：540nS。
量功率二极管的反向恢复时间简单有效方法
测量功率二极管的反向恢复时间简单有效方法谢启华泰科电子电源系统部Shell.xie@上海市虹漕路461号,200233在互联网上很少看到测量二极管的反向恢复时间(t rr and I rr)简单有效方法。
一些在网上提供的方法,或者需要特别的仪器,或者需要复杂的辅助电路,这些方法让人望而生畏。
而这个指标是二极管的重要的参数,尤其对功率器件, 更是常见,必需。
本文给出一种简单有效的方法测量二极管的反向恢复时间。
只需要普通的实验仪器和简单易于搭建的测试电路作辅助手段,测量精度高达10nS以内。
所需设备:TDS540D,500Mhz,或功能相当其它示波器Tektronix AM503 电流放大器或功能相当其它放大器Tektronix A6302 电流探头或功能相当其它电流探头HP 8013B 双脉冲发生器300V,5A的DC source, 一台20V,5A的DC source, 一台多抽头可调电感,感量从120μH到1.5mH测试辅助电路:如图.元器件清单,见图上所标.测量步骤:1)将被测器件安装在辅助电路上。
2) 接电流探头在current loop位置。
3) 接测试电路上的电感,先从最小感量开始。
4) 设置脉冲发生器的脉冲宽度100 μsec。
5) 设置两个脉冲的延迟大约在150~200 μsec。
6) 设置双脉冲的重复周期1~2 Hz 。
7) 设置低压直流源电压为11V (调节该电压可以改变被测器件的di/dt)。
8) 设置高压直流源,得到大约5A 的二极管前向额定电流。
9) 设置示波器为下降沿出发,抓恢复电流的波形。
10) 调节高压直流源,得到大约为二极管前向额定电流的电流值。
11) 调节低压直流源电压或调节电位器得到100A/μsec 的di/dt 。
12) 在示波器上记录反向恢复电流。
13) 在电流波形上量测t a和t b以及I rr 。
电路说明:第一个脉冲:电感开始储能。
第一个脉冲结束后至第二个脉冲开始前:电感感生电压给二极管提供能量,二极管正偏。
二极管反向恢复时间
二极管反向恢复时间二极管是一种最基本的电子元件，由于其独特的电性能，广泛应用于各个领域。
而二极管的反向恢复时间是其重要参数之一，本文将对二极管反向恢复时间进行详细介绍。
一、二极管的基本原理二极管是由P型和N型半导体材料构成的，其中P型导电带少子，N型导电带多子，使得P型半导体形成正电荷区域，N型半导体形成负电荷区域，导致二极管的两端形成电势差。
当在P型端施加正电压，或在N型端施加负电压时，将加强正负电荷区域的形成，形成“势垒”，使得电子难以通过二极管。
而当在P型端施加负电压，或在N型端施加正电压时，则容易通过二极管，形成正向电流。
二、反向恢复时间的概念当二极管处于导通状态，反向电流流经二极管时，同样会有一定的时间延迟。
这个延迟的时间称为反向恢复时间（Reverse Recovery Time，简称RR时间）。
在二极管失去导通状态后，需要一段时间才能转变为反向封锁状态。
这是因为在反向电流流过二极管时，存在着大量的载流子（电子空穴对）被注入到导电区，需要一定时间才能被清除。
三、反向恢复时间的影响因素1. 天线结构和材料：二极管中嵌入的天线结构会影响反向恢复时间。
同时，二极管的材料特性也会对反向恢复时间产生影响，例如P型和N型半导体材料的禁带宽度差异将导致反向恢复时间的差异。
2. 电流和电压：反向恢复时间随着反向电流和反向电压的增加而增加。
3. 导通状态时间：在二极管从导通状态变为反向封锁状态时，耗费的时间越长，反向恢复时间也越长。
四、反向恢复时间的测试方法为了准确测量二极管的反向恢复时间，通常采用脉冲测试方法。
该方法利用一个电流和电压的脉冲信号，测量反向恢复时间的起始点和终止点。
起始点为二极管从导通状态变为截止状态，终止点为二极管从截止状态恢复为导通状态。
通过测量起始点和终止点的时间差，即可得到反向恢复时间。
五、二极管反向恢复时间的应用反向恢复时间对于快速开关电路至关重要。
在某些应用中，二极管需要频繁地从导通状态变为截止状态，并及时恢复为导通状态。
RHRG75120二极管反向恢复时间测试
DI-1000测试RHRG75120的反向恢复时间
一官方数据
二IF=1A Di/Dt=100A/uS实测波形
图1 正向电流图2 反向恢复电流斜率
图3 反向恢复时间ta 图4 反向恢复时间tb 三IF=10A Di/Dt=200A/uS实测波形
图1 正向电流图2 反向恢复电流斜率
图3 反向恢复时间ta 图4 反向恢复时间tb
四结果分析
官方数据正向电流为1A，反向恢复电流斜率100A/uS;反向恢复时间为小于85nS；
官方数据正向电流为75A，反向恢复电流斜率100A/uS;反向恢复时间为小于100nS；
DI-1000测试正向电流1A，反向恢复电流斜率100A/uS;恢复时间ta为29nS，恢复时间tb 为21nS，trr为50nS。
DI-1000测试正向电流10A，反向恢复电流斜率200A/uS;恢复时间ta为40nS，恢复时间tb 为28nS，trr为68nS。
二极管反向恢复时间参数
二极管反向恢复时间参数二极管反向恢复时间参数是指在二极管正向导通后，当输入电压反向变化时，二极管从导通状态变为截止状态所需的时间。
考虑到二极管的应用广泛性和重要性，研究反向恢复时间参数对于电子设备的设计和优化至关重要。
本文将从二极管反向恢复时间的定义、影响因素、测试方法和参数优化等方面进行详细的阐述和分析。
一、二极管反向恢复时间的定义二极管反向恢复时间是指当二极管从导通状态切换到截止状态所需的时间。
在二极管正向导通时，导通电流会使二极管的内部发生PN结的不对称性变化，当输入电压反向时，需要经过一定的时间才能将PN结恢复到截止状态。
这个时间间隔称为反向恢复时间。
二、二极管反向恢复时间的影响因素二极管反向恢复时间受多种因素的影响，下面列举了主要的几个因素：1. 二极管的结构和材料：不同类型的二极管的PN结结构和材料不同，其反向恢复时间也会有所差异。
通常，快恢复二极管的反向恢复时间较短，而普通二极管的反向恢复时间较长。
2. 反向恢复电荷：当输入电压反向时，二极管内PN结发生反向恢复过程。
在这个过程中，原本导通的二极管需要将导通电荷清除，并从截止状态恢复正常。
反向恢复电荷的大小直接影响了二极管反向恢复时间，反向恢复电荷越小，反向恢复时间越短。
3. 外部电路的负载条件：二极管的反向恢复时间还与外部电路的负载条件有关。
在不同的负载条件下，反向恢复时间可能会有所差异。
通常情况下，负载电流较大时，二极管的反向恢复时间会延长。
4. 工作温度：温度对二极管的反向恢复时间也有一定的影响。
在较高温度下，反向恢复时间可能会缩短，而在较低温度下，则可能会延长反向恢复时间。
三、二极管反向恢复时间的测试方法为了准确测量二极管的反向恢复时间，需要采用特定的测试方法。
下面介绍了常用的两种测试方法：1. 放电测试法：这是最常用的测试方法之一。
该方法基于原理是，当二极管在正向通态时，涌入少量载流子，这些载流子在反向时以一定速率消失。
通过测量二极管的反向恢复电压和载流子的放电时间，可以得到反向恢复时间。
二极管反向恢复时间的一种测定方法
二极 管 反 向恢 复 时 间的 一种 测 定 方 法
王秀清 ，傅 曼 ，雷淑英 ．陈 浩
（ ． 津 轻 工 业 学 院 自动 化 系 ， 津 ３ ０ ２ ） １天 天 ０ ２ ２
摘
要 ： 过 叶 二 极 管 反 向恢 复 过 程 特 性 的研 究 ． 出 丁反 向 恢 复 时 间 的 剥 定方 法 ， 用 高 性 通 培 运
Ｍ ＥＮＳ ＵＲＡＴ１ ０Ｎ ０Ｆ ０ＤＥ Ｄ１ ＲＥＶＥＲＳ Ｃ０Ｍ ＥＢＡＣＫ Ｍ Ｅ Ｅ ＴＩ
Ｗ Ａ ＮＧ ｕ ｑｉ ｇ ． ＦＵ ｉ ｇ，ＬＥＩＳ — ｉ Ｘｉ — ｎ Ｍ ｎ ｈｕ ｙ ｎｇ ，ＣＨ ＥＮ ａ Ｈ ｏ
（ ． ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｔ ｍａ ｉｎ Ｅｎ ｉｅ ｒ ｇ． ａ ｊ ｉｅ ｓｔ ｆＬ ｇ ｔＩ ｄ ｓ １ Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｆＡｕ ｏ ｔｏ ｇ ｎ ｅ ｉ Ｔｉｎｉ Ｕｎｖ ｒ ｉ ｏ ｉ ｈ ｎ ｕ ｎ ｎ ｙ
降时 间 一ｒ ＋“称为 反 向恢 复时间 ， 以上过 程称 为反 向恢 复过程 这实 际上 是 由 电荷 存储效 应 引起 的 ． 向 反
恢 复 时间就是 存储 电荷 耗尽 所需 要 的时间 该过 程使 二极管 不能在 快 速连续 脉 冲下 当傲开 关 使用 。如果反
收 稿 日期 ： Ｏ １ ０ — ６ ＺＯ ．６２
时 间 的方 法 。
小 ）断 （ 、 电阻 很 大） 性 ． 二极 管 对正 向及 反 向 电流 特 即 表 现 出的 开 关作 用 。二 极 管和 一般 开 关 的 不 同在 于 ， “ ” 关” 开 与 由所加 电压 的极性 决 定 ， 而且 “ 态 有 微 开”
小 的压降 Ｖ ，关 ” ｔ“ 态有 微小 的 电流 Ｊ 当电压 由正 向 。
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DI-1000型二极管反向恢复时间测试仪
一：主要特点
A ：测量多种二极管
B ：二极管反向电流峰值100A （定制）
C ：二极管正向电流30A （定制）
D ：测量精度5nS
E ：二极管接反、短路开路保护
F ：示波器图形显示
G ：EMI/RFI 屏蔽密封
H ：同步触发端
二：应用范围
A ：快恢复二极管
B ：场效应管（Mosfet ）内建二极管
C ：IGBT 基内建二极管
D ：其他二极管
三：DI-1000外观介绍
DI-1000二极管反向恢复时间测试仪面板介绍如图1所示，包括电源开关、电源指示灯、触发开关、触发指示灯、接反指示灯、正向电流调节、反向电压调节、恢复电流斜率调节、示波器信号端、示波器同步信号端。
图1 DI-1000外观介绍图
四：DI-1000测试仪参数
类 型 数 值 单 位 备 注 反向恢复电流 100 A 峰值
反向电压 50至1000
V 分档 正向电流 30 A 峰值 按下频率
0.5 Hz 手动按下 0
Hz 短路情况，无法测量 电源输入 220
V AC
功耗小于10W
五：操作步骤
图2为DI-1000和示波器之间的连接示意图，DI-1000的两个通道分别和示波器的第一通道和外触发通道连接，然后把二极管接入DI-1000。
图2 DI-1000测试仪器和示波器连接示意图
5.1举例测试1N4007二极管的反向恢复时间步骤 第一步：将1n4007二极管接入红色和黑色夹子；
第二步：DI-1000在侧面连接电源线，此时不要打开仪器电源，如果打开，请关闭电源。
第三步：调节电压旋钮选择器件反向耐压，将电压设置到300V 。
在测试时，红色夹子和黑色夹子同输入交流电市电无隔离，请勿冒险将示波器探头和夹子连接；
数字示波器 DI-1000测试仪 1通道
外触发
第四步：使用双头BNC 连线（仪器自带）将DI-1000和数字示波器连接，并且设置好数字示波器。
（以泰克示波器为例）将DI-1000的示波器接入端和示波器1通道连接，且将1通道设置到×10档；将DI-1000的示波器同步信号端和示波器的TRIG 通道连接，且将示波器设为外触发上升沿触发，时间1格为2.5uS ，幅度1格为5V ，触发方式选择正常，上箭头居中，示波器的设置如下图所示。
图3 示波器设置图
第五步：正向电流调节旋钮顺时针调节到最大，反向恢复电流变化率调节旋钮顺时针调节到头；打开电源开关，按下触发开关，进行测试，这个开关只需要按下瞬间即可触发，不必长时间按下等待，按下后，触发指示灯闪烁一次，二极管具有方向，方向如果接得不对，接入错误指示灯亮，此时更换二极管方向。
第六步：示波器读数。
将抓取到的测试波形进行展开为500nS 一格，得到如右图所示的波形。
正向电流波形为8V ，对应电流为8A ，反向恢复电为13.5V ，对应反向恢复电流为13.5A 。
图4二极管反向恢复时间分析
上箭头居
中
幅度1格为5V
时间1格为 2.5uS
触发电平设置 2.8V
触发方式为正常
触发通道为EXT 触发为边沿触发 触发为上升沿触发
反向恢复电流波形
图5 矩形波法测试反向恢复时间波形读数参考波形
第七步：分析反向恢复时间，Trr和Trf，上图对应时间分别为：320nS和1.8uS。
5.2举例测试IRF840二极管的反向恢复时间步骤
首先需要将栅极G和源极S短路连接，然后测试漏极D和源极S内部的内建二极管，测试方法参见5.1。
六：测量国产某个厂家的FR607二极管
图1 二极管外形图2 示波器存储的波形
图3 二极管正向导通电流图4 二极管反向恢复电流
图5二极管反向恢复电流斜率图6 二极管反向恢复时间
综上可以看出
实测数据（Diode Incorporated）器件标称参数
测试反向电压：300V
二极管正向导通电流：5.68*2=11.36A 二极管反向恢复电流：2.24*2=4.48A 反向恢复电流斜率：8A/72nS=55A/uS 二极管反向恢复时间：44nS 反向电压：400V
二极管正向导通电流：0.5A 二极管反向恢复时间：150nS
二极管实测的性能优于器件标称参数，性能不错！
七：测量国产某个厂家的FR307二极管
图1 二极管外形 图2 示波器存储的波形
图3 二极管正向导通电流 图4 二极管反向恢复电流
图5二极管反向恢复电流斜率 图6 二极管反向恢复时间
综上可以看出
实 测 数 据
（M C C ）公司器件标称参数
测试反向电压：300V 二极管正向导通电流：2.4*2=4.8A
二极管反向恢复电流：6.64*2=13.28A
二极管反向恢复电流斜率：6A/116nS=51.7A/uS 二极管反向恢复时间：148nS
反向电压：400V
二极管正向导通电流：0.5A 二极管反向恢复电流：1A 二极管反向恢复时间：500nS
二极管的IR 高于标称参数，在高频电路中，很可能发热严重。