FRED快速恢复二极管的静态特性和动态性能

快速恢复外延二极管（Fast Recovery Epitaxial Diode, FRED）是影响开关电源总体性能的关键元器件。电源设计时，工程师一般会反复比较反向恢复时间trr这个参数。事实上，FRED快恢复二极管性能分静态特性和动态性能，衡量一个FRED器件是否符合某个应用，对比单个参数是不够的。

1. FRED静态特性

FRED器件的静态特性分正向导通特性和反向阻断特性，包括IF、VF、VR、IRM、EAVL等主要参数。

（1）IF即正向电流，一般采用最大正向直流电流IFAV来描述二极管的容量或带载能力，不同的壳温对应不同的IFAV数值。

（2）VF即正向导通电压，VF随二极管正向电流IF的增加而增加。VF和IF的乘积为二极管的导通损耗，使用时VF值应尽量小。由于VF呈现负温度系数，不建议将FRED并联。

（3）VR即最大反向阻断电压，指FRED二极管的最大工作额定电压。这个参数具有正温度系数特性，规格书通常标称的是25摄氏度的最小值。

（4）IRM即最大反向漏电流，是一个正温度系数参数，也是影响二极管可靠性的重要参数，其与VR的乘积为FRED二极管阻断状态下的损耗。

（5）EAVL即雪崩耐量，这是描述FRED二极管鲁棒性的参数，一般二极管电压超过VR值时都会损坏。对于某些具有雪崩耐量额定EAVL的FRED二极管，只要电压尖峰总能量小于雪崩耐量额定EAVL，二极管仍然正常工作。

2. FRED动态性能

FRED二极管动态特性包括IF、VR、di/dt、TJ等。这些参数随测试环境的变化而变化，不同测试条件的测试结果不同。如果需要评估和比对，测试条件必须相同。


（1）trr：即反向恢复时间。trr指从电流过零开始，直到通过IRRM和0.25 IRRM两点的直线的过零点。trr描述二极管反向恢复的速度，是ZVS电路中是比较重要的指标。但是，trr不能直接衡量二极管的反向损耗。

一般情况下，trr随温度的增加而大幅度增加，随测试di/dt的增加而小幅度减小，低IF、VR有小的trr值。

通常，不同生产厂家的数据表都会给出小注入条件IFAV=1A时的trr，供用户进行横向对比。

（2）IRRM：即最大反向恢复电流。IRRM的大小严重影响对应IGBT/MOSFET的电流应力和开通损耗。一般情况下，IRRM值随温度的增加而增加，随测试di/dt的增加而增加。

（3）Qrr：即反向恢复电荷，其定义为trr期间电流-时间曲线包围的面积。Qrr与二极管的反向恢复损耗呈正比。

需要注意的是，衡量FRED二极管的关断损耗性能的参数是Qrr，不是单独的trr或IRRM。一般情况小，用户看到的FRED二极管数据表提供的性能参数，都是厂家在自己的工厂里测试的，使用时一定要留意测试条件。如果测试条件不同，参数肯定会不同。

另外，即使标注的测试条件相同，不同厂家的测试结果也有一些许差异，在设计选型时一定要反复比较和论证。