新时代发展越来越快相信很多小伙伴对家电知识这方面很朦胧吧，正好小编对家电方面颇有研究，现在就跟小伙伴们聊聊一篇关于快速恢复二极管打火问题的优化设计，相信很多小伙伴们都会感兴趣，那么小编也收集到了有关快速恢复二极管打火问题的优化设计信息，希望小伙伴们看了有所帮助。

　　引 言

　　快恢复二极管(简称FRD)是一种具有开关特性好、反向恢复时间短的半导体二极管。对于高压工作的FRD来说，平面工艺不可避免的存在着结面弯曲效应而影响击穿电压，使得器件实际击穿电压只有理想情况的10%-30%。因此为了保证FRD能工作在高电压下，就需要使用结终端技术来消除结面弯曲带来的影响，提高FRD器件的耐压。在提高耐压采用终端技术的同时，还要兼顾到其它特性的影响和优化。如本文后面将要提到的，在采用金属场板终端提高耐压的同时，还要防止圆片打火问题的发生。

　　1场限环的基本结构

　　图1：场限环结构示意图

　　图2：多个场限环结构示意图

　　场限环的基本结构见图1，图2.。就是在被保护的主结周围间隔一定距离，扩散形成一定大小的同心环。扩散环改变了主结边缘空间电荷分布，减轻了电场集中效应。提高了耐压。单环的作用有限，一般在高压下需要通过多个环来达到预定的电压。

　　2 场板的基本结构分析

　　图3：场板结构示意图

　　场板的基本结构见图3，也是常用的提高耐压的方法之一。场板下除边缘部分外，电场分布是一维的，类似于MOS电容。击穿时的击穿电压为击穿时半导体的电压和氧化层的压降之和。在场版的边缘，电力线集中。如果场板长度比内部耗尽层还大，N+P结的场板有电力线从板向半导体发出，在半导体表面有电力线进入，这等效于半导体表面有正电荷，他对电场的影响可看做是无穷大的半导体中间增加了一层电荷，这些正电荷产生垂直于表面的场外，也将产生平行于表面的场，每一正电荷在其左边产生指向左的场，在其右边产生指向右的场。所以在场版下面的多数区域，正电荷产生的横向电场是互相削弱。然而在场板的边缘，所有正电荷产生的横向场是互相加强的，结果在那里造成一个横向场的峰值。如果场板很短或者无场板时，在PN结的边缘就有很强的电场，场板上所有正电荷都是使这点电场减少的，因此场板愈长，电场峰值愈小。

　　3 气隙的击穿特性

　　我们知道，影响空气间隙放电电压的因素有很多。主要有电场的情况，比如均匀与不均匀;电压的形式，比如直流，交流还是雷电冲击;大气的条件，比如温度，湿度，气压等。较均匀电场气隙的击穿电压与电压极性无关，直流，工频击穿电压(峰值)以及50%冲击击穿电压都相同，分散性很小。

　　当S不过于小时(S>1cm)， 均匀空气中的电场强度大致等于30KV/cm。稍不均匀的电场气隙的击穿电压，可以看作球与球之间，球与板之间，圆柱与棒之间，同轴圆柱的间隙之间的击穿。它的特点是不能形成稳定的电晕放电，电场不对称时，有极性效应，不很明显，直流，工频下的击穿电压以及50%冲击击穿电压相同，分散性不大，击穿电压和电场均匀程度关系极大，电场越均匀，同样间隙距离下的击穿电压就越高。直流电压下的击穿电压具有极性效应，棒棒电极间的击穿电压介于极性不同的棒板电极之间，平均击穿场强正棒和负板间约4.5KV/cm，负棒和正板间约10KV/cm，棒和棒之间约4.8-5KV/cm。击穿电压与间隙距离接近正比，在一定范围内，击穿电压与间隙距离呈线性关系。球与球间隙之间存在邻近效应，对电场会有畸变作用，使间隙电场分布不对称，同一距离下，球直径越大，击穿电压也越高。

　　图4 击穿电压与间隙距离的关系