為什么要用肖特基二極管續流？

我們來(lái)看一個(gè)問(wèn)題：

為什么開(kāi)關(guān)電源中，一般用肖特基二極管續流，不用快恢復二極管呢？

答案主要有兩點(diǎn)：

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(shí)間更小。

如此一來(lái)，使用肖特基二極管肯定損耗是更小的，整體器件散熱更少，溫度更低，這樣整個(gè)開(kāi)關(guān)電源效率也更高。

上面這一段話(huà)，想必大家都知道，不過(guò)僅從文字上面看，有一種模糊，不那么透徹的感覺(jué)，今天就主要結合實(shí)例，對比肖特基和快恢復二極管兩者的差異。

實(shí)驗

電路就用的Boost電路，如下圖：

這次我們重點(diǎn)關(guān)注圖中的二極管，當然了，這個(gè)二極管一般使用肖特基二極管，圖中使用的是MBR735，也是一個(gè)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(gè)肖特基二極管的導通時(shí)間是0.5V左右。

另一方面，二極管在導通到截止切換時(shí)，電流有一個(gè)向下的脈沖，峰值可以達到-1.2A，這個(gè)是反向電流。

也就是說(shuō)，二極管存在反向導通的時(shí)間，并不能在電壓反向時(shí)馬上截止。

我們把下沖拉開(kāi)看看，如下圖：

大的負電流持續的時(shí)間大概是2ns左右，在6ns時(shí)電流完全降低到0。

為什么會(huì )有這個(gè)負電流呢？

這是因為肖特基二極管存在結電容，這個(gè)結電容大概是200pF左右，比硅二極管要大（硅一般是20pF左右，這里的數值僅供參考，不同二極管不同），電容電壓發(fā)生變化，自然會(huì )有充放電發(fā)生，就形成了電流。

也有個(gè)說(shuō)法是肖特基二極管也存在反向恢復時(shí)間，只不過(guò)很短，小于10ns。

不過(guò)我的看法是肖特基是不存在反向恢復時(shí)間的，因為反向恢復時(shí)間一般認為是少數載流子的存儲效應導致的，而肖特基二極管是由肖特基結構成的，不存在少子。

但是肖特基二極管它存在結電容，而且這個(gè)結電容比硅二極管要大，這個(gè)結電容引起的效果有點(diǎn)像是反向恢復時(shí)間。

好了，這個(gè)定義就不糾結了，總之意思大概就是，肖特基二極管的反向電流會(huì )比較小，持續時(shí)間也會(huì )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(shí)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(gè)下沖就更明顯了，直接達到了-38A左右，有點(diǎn)嚇人。

我們也把下沖拉開(kāi)看看。

可以看到，持續的時(shí)間大概是5ns左右。

這里可能有一個(gè)疑問(wèn)：

在MURS320產(chǎn)品的產(chǎn)品手冊里面，這個(gè)管子反向恢復時(shí)間是35ns左右，怎么現在這么??？

我的想法是，反向恢復時(shí)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(gè)boost電路，肯定跟這個(gè)測試電路是不同的，在反向時(shí)，并沒(méi)有什么別的器件能阻礙反向電流，所以反向電流會(huì )比較大。

并且，二極管反向恢復時(shí)間，就是正向導通時(shí)PN結存儲的少數載流子電荷耗盡所需要的時(shí)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(shí)，反向電流越大，那么存儲的電荷消耗得就越快，進(jìn)而導致持續的時(shí)間越短，所以我們看起來(lái)的反向恢復時(shí)間與二極管手冊里面有較大區別。

超快恢復換成普通硅二極管會(huì )怎么樣？

結果是：換成普通硅二極管之后，這個(gè)boost直接工作異常，輸出電壓不對了。

原因想想也很簡(jiǎn)單，普通硅二極管的反向恢復時(shí)間都到了us級別了，開(kāi)關(guān)頻率300Khz，周期就是3.3us，半個(gè)周期是1.67us，在這個(gè)頻率下，二極管基本可以看作是一直導通了。